đánh giá thực trạng và đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường trong một số trang trại chăn nuôi vịt, ngan tại một số tỉnh miền bắc

Do vậy cần phải ựưa ra những số liệu cụ thể về việc xử lý chất thải, ô nhiễm môi trường và ựưa ra giải pháp, quy trình hợp lý nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường, tăng năng suất vật nuôi,

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

HÀ NỘI -2015

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS LẠI THỊ LAN HƯƠNG

TS NGUYỄN THỊ NGA

HÀ NỘI, 2015

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và chưa hề sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào Các thông tin, tài liệu ñược trích dẫn trình bày trong luận văn ñều ñược nghi rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Tác giả luận văn

ðỗ Thị Quý

LỜI CẢM ƠN

Sau hai năm học tập và nghiên cứu, ựến nay tôi ựã hoàn thành chương trình

luận văn Thạc sỹ chuyên ngành Thú y với tên ựề tài Ộđánh giá thực trạng và ựề

xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường trong một số trang trại chăn nuôi vịt, ngan tại một số tỉnh miền bắcỢ

để hoàn thành khóa luận và công trình nghiên cứu này, tôi ựã nhận ựược sự dạy bảo tận tình và ựịnh hướng của giảng viên hướng dẫn TS Lại Thị Lan Hương, TS Nguyễn Thị Nga, sự quan tâm giúp ựỡ và tạo mọi ựiều kiện thuận lợi của tập thể giảng viên khoa Thú y - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam, Trung tâm nghiên cứu gia cầm Thụy phương và Bộ môn vệ sinh thú y - Viện thú y Quốc Gia

Nhân dịp này cho phép tôi ựược trân trọng bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc ựến sự quan tâm giúp ựỡ tận tình, quý báu ựó

Qua ựây tôi cũng xin ựược cảm ơn gia ựình, ựồng nghiệp và bạn bè ựã ựộng viên, tạo ựiều kiện về thời gian, vật chất cũng như tinh thần ựể tôi hoàn thành tốt bản luận văn

Một lần nữa tôi xin trân trọng cảm ơn!

MỤC LỤC

Lời cam ñoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục viết tắt vi

Danh mục bảng vii

Danh mục hình viii

MỞ ðẦU 1

1 ðặt vấn ñề 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Khái quát tình hình chăn nuôi vịt, ngan 3

1.1.1 Tình hình chăn nuôi vịt, ngan tại Việt Nam 3

1.1.2 ðặc ñiểm chất thải chăn nuôi vịt, ngan 5

1.2 Tác ñộng của chất thải chăn nuôi vịt, ngan ñến vấn ñề ô nhiễm môi trường 7

1.3 Tác ñộng của chất thải chăn nuôi vịt, ngan ñến vấn ñề dịch bệnh 13

1.4 Tình hình nghiên cứu về các biện pháp xử lý chất thải trong chăn nuôi vịt, ngan 15

1.4.1 Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài 15

1.4.2 Tình hình nghiên cứu ở trong nước 23

Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28

2.1 ðối tượng, thời gian và ñịa ñiểm nghiên cứu 28

2.2 Nội dung nghiên cứu 28

2.2.1 Nội dung 1: ðiều tra thực trạng ô nhiễm môi trường và xử lý chất thải trong chăn nuôi vịt, ngan 28

2.2.2 Phân tích nồng ñộ khí thải , vi sinh vật trong chuồng nuôi vịt ngan và các chỉ tiêu về nước thải 28

2.2.3 ðề xuất một số giải pháp xử lý chất thải trong chăn nuôi vịt, ngan tập

trung góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường 28

2.3 Phương pháp nghiên cứu 29

2.3.1 ðiều tra thực trạng ô nhiễm môi trường và xử lý chất thải trong chăn nuôi vịt, ngan 29

2.3.2 ðề xuất giải pháp xử lý chất thải trong chăn nuôi vịt, ngan tập trung nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường 33

2.4 Phương pháp xử lý số liệu 33

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 34

3.1 Kết quả ñiều tra thực trạng ô nhiễm môi trường và xử lý chất thải trong chăn nuôi vịt, ngan 34

3.1.1 Tổng hợp số lượng và các phương thức chăn nuôi vịt, ngan tại các tỉnh Bắc Ninh, Bắc Giang và Hải Dương 34

3.1.2 Trình ñộ của người chăn nuôi vịt, ngan 35

3.1.3 Số lượng vịt, ngan của các trang trại ñiều tra (Trung bình/trang trại) 37

3.1.4 ðặc ñiểm chuồng trại và sử dụng nước trong chăn nuôi vịt, ngan 38

3.1.5 Cách xử lý chất thải lỏng trong chăn nuôi vịt, ngan 40

3.1.6 Cách xử lý chất thải rắn trong chăn nuôi vịt, ngan 43

3.1.7 Tình hình xử lý vịt, ngan ốm, chết 46

3.1.8 Nhận thức của người chăn nuôi vịt, ngan về ô nhiễm môi trường 47

3.2 Kết quả phân tích nồng ñộ khí thải , vi sinh vật trong chuồng nuôi vịt ngan và các chỉ tiêu về nước thải 49

3.2.1 Kết quả nồng ñộ khí NH3 và H2S chuồng nuôi vịt, ngan 49

3.2.2 Kết quả phân tích vi sinh vật trong chuồng nuôi vịt, ngan 50

3.2.3 Kết quả ñánh giá mức ñộ ô nhiễm nước thải trong chăn nuôi vịt, ngan 51

3.2.4 Kết quả ñánh giá mức ñộ ô nhiễm vi sinh vật trong nước thải 53

3.3 ðề xuất giải pháp xử lý chất thải nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi vịt, ngan 55

3.3.1 Giải pháp về kỹ thuật 55

3.3.2 Giải pháp về quản lý 56

3.3.3 Giải pháp về cơ chế chính sách 57

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59

1 Kết luận 59

2 Kiến nghị 60

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61

PHỤ LỤC 65

DANH MỤC VIẾT TẮT

FAO Tổ chức Lương thực & Nông nghiệp của liên hợp quốc

( Food and Agriculture Organization) COD Chemical Oxygen Demand - nhu cầu oxy hóa học

BOD Biochemical Oxygen Demand – nhu cầu ô xi sinh học

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

KHCN Khoa học công nghệ

BVMT Bảo vệ môi trường

VFA Các hợp chất acid béo bay hơi (Volatile fatty acids)

CFU Colony forming unit

TCVS Tiêu chuẩn vệ sinh

DANH MỤC BẢNG

3.1 Số lượng và các phương thức chăn nuôi vịt, ngan tại các tỉnh ñiều tra 343.2 Trình ñộ của người chăn nuôi vịt, ngan 363.3 Số lượng vịt, ngan của các trang trại ñiều tra (Trung bình/trang trại) 373.4 ðặc ñiểm chuồng trại và sử dụng nước trong chăn nuôi vịt, ngan

3.5 Cách xử lý chất thải lỏng trong chăn nuôi vịt, ngan 403.6 Cách xử lý chất thải rắn trong chăn nuôi vịt, ngan 433.7 Tình hình xử lý vịt, ngan ốm, chết 463.8 Nhận thức của người chăn nuôi vịt, ngan về ô nhiễm môi trường 473.9 Kết quả nồng ñộ khí NH3 và H2S chuồng nuôi vịt, ngan 493.10 Kết quả phân tích vi sinh vật trong chuồng nuôi vịt, ngan 513.11 Kết quả phân tích nước thải trong chăn nuôi vịt, ngan 523.12 Kết quả phân tích vi sinh vật trong nước thải ở các trang trại chăn nuôi

DANH MỤC HÌNH

1.1 Dòng chảy nguy cơ ô nhiễm chất thải tại trang trại nuôi vịt, ngan ñiển

hình ở Việt Nam (De Wilde, W và Geenens, D, 2003) 52.1 Buồng lấy mẫu không khí phát thải từ phân vịt, ngan 302.2 Thiết bị lấy mẫu khí SKD PCXR4 302.3 Thiết bị gia nhiệt ñể phân tích COD DRB200 313.1 Số lượng vịt, ngan tại các trang trai 373.2 Tình hình xử lý chất thải lỏng trong chăn nuôi vịt, ngan 423.3 Cách xử lý chất thải rắn trong chăn nuôi vịt, ngan 453.4 Nhận thức của người chăn nuôi vịt, ngan về ô nhiễm môi trường 48

MỞ ðẦU

1 ðặt vấn ñề

Chăn nuôi là một trong hai lĩnh vực quan trọng trong nền nông nghiệp (chăn nuôi, trồng trọt) nó không những ñáp ứng nhu cầu thực phẩm cho tiêu dùng hàng ngày của con người trong xã hội mà còn là nguồn thu nhập quan trọng của hàng triệu người dân hiện nay ðặc biệt nông nghiệp lại có ý nghĩa quan trọng ñối với nước ta khi có tới hơn 70% dân cư sống dựa vào nông nghiệp

Tuy nhiên, phát triển bền vững ngành chăn nuôi vịt, ngan hiện nay ñang gặp phải những rào cản lớn, khi cuộc sống của phần lớn các hộ nông dân còn chật vật, khó khăn, ñại 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 ñồng ñều giữa các vùng,

Công nghiệp hóa chăn nuôi cộng với sự gia tăng mạnh mẽ về số lượng ñàn gia súc, gia cầm thì chất thải từ hoạt ñộng chăn nuôi của các trang trại, gia trại ñã làm cho môi trường chăn nuôi ñặc biệt là môi trường xung quanh bị ô nhiễm trầm trọng,

nó ñã gây nên một làn sóng mới phản ñối các trang trại chăn nuôi từ phía người dân Theo báo cáo tổng kết của viện chăn nuôi, hầu hết các hộ chăn nuôi ñều ñể chất thải

tự do ra môi trường xung quanh gây mùi hôi thối nồng nặc, ñặc biệt là vào những ngày oi bức Nồng ñộ khí H2S và NH3 cao hơn mức cho phép khoảng 30 - 40 lần Tổng số VSV và bào tử nấm cũng cao hơn mức cho phép rất nhiều lần Ngoài ra nước thải chăn nuôi còn có chứa coliform, e.coli, COD , và trứng giun sán cao hơn rất nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép (Nguyễn Xuân Thành, 2003)

Hiện nay với sự hội nhập quốc tế cùng với sự gia tăng những quy ñịnh về bảo

vệ môi trường, ý thức ngày càng ñược nâng cao của cộng ñồng về môi trường thì vấn ñề môi trường nói chung và môi trường chăn nuôi nói riêng ñã nhận ñược nhiều

sự quan tâm của cộng ñồng Trên thế giới môi trường chăn nuôi ñã ñược ñánh giá một cách khá toàn diện, một trong số ñó là các nghiên cứu về xử lý chất thải chăn nuôi

Tại Việt Nam, mặc dù ựã phần nào cảm nhận ựược tác hại về môi trường do chăn nuôi gây ra xong gần như chưa có một nghiên cứu ựầy ựủ nào về quản lý, xử

lý chất thải trong chăn nuôi ựặt biệt là trong nuôi vịt, ngan

Do vậy cần phải ựưa ra những số liệu cụ thể về việc xử lý chất thải, ô nhiễm môi trường và ựưa ra giải pháp, quy trình hợp lý nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường, tăng năng suất vật nuôi, giảm thiểu dịch bệnh, tăng hiệu quả cho người chăn nuôi vịt, ngan Xuất phát từ yêu cầu trên của thực tiễn, tôi tiến hành thực hiện ựề tài:

Ộđánh giá thực trạng và ựề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường trong một số trang trại chăn nuôi vịt, ngan tại một số tỉnh miền bắcỢ

2 Mục tiêu nghiên cứu

- đánh giá ựược thực trạng ô nhiễm môi trường và việc xử lý chất thải trong trang trại chăn nuôi vịt, ngan tại một số tỉnh miền bắc

- đề xuất ựược một số giải pháp nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi vịt, ngan

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Khái quát tình hình chăn nuôi vịt, ngan

1.1.1 Tình hình chăn nuôi vịt, ngan tại Việt Nam

Theo ñánh giá của Tổ chức Nông Lương Thế giới (FAO): Châu Á sẽ trở thành khu vực sản xuất và tiêu dùng các sản phẩm chăn nuôi lớn nhất Chăn nuôi Việt Nam, giống như các nước trong khu vực phải duy trì mức tăng trưởng cao nhằm ñáp ứng ñủ nhu cầu tiêu dùng trong nước và từng bước hướng tới xuất khẩu Trong thời gian qua, ngành chăn nuôi của nước ta phát triển với tốc ñộ nhanh, bình quân ñạt 8,9% (Viện kinh tế nông nghiệp Việt Nam, 2013)

Trong những năm gần ñây xu hướng chăn nuôi nhỏ lẻ ñã giảm ñi ñáng kể, quy

mô phát triển chăn nuôi của các hộ ñã lớn hơn nhưng vẫn còn nhỏ, tính chuyên môn hoá chưa cao

Trong xu thế chuyên môn hóa sản xuất, hình thức chăn nuôi tập trung ngày càng phổ biến ở Việt Nam cũng như các nước trên thế giới Hiện nay, số lượng trại chăn nuôi quy mô lớn ngày càng tăng Các trại chăn nuôi thủy cầm tập trung có trên 1000 -

3000 ñầu vịt, ngan có mặt thường xuyên trong chuồng nuôi Tính ñến năm 2013 cả nước có: 17.721 trang trại, chưa kể các trang trại chăn nuôi các loại vật nuôi khác như thỏ, lợn rừng, nhím và các loại ñộng vật sống trong nước (cá sấu, ) Trong ñó: có 7.475 trang trại chăn nuôi lợn, (miền Bắc: 3.069, miền Nam: 4.406); Số trang trại chăn nuôi thủy cầm là 2.837, (miền Bắc: 1.273, miền Nam: 1.564); Số trang trại chăn nuôi bò là 6.405, (miền Bắc: 3.069 miền Nam: 3.336); Số trang trại chăn nuôi trâu là: 247,0, (miền Bắc: 222, miền Nam: 25); Số trang trại chăn nuôi dê là: 757,0 (miền Bắc:

201, miền Nam: 556) (Viện kinh tế nông nghiệp Việt Nam, 2013)

Tốc ñộ tăng trưởng bình quân hàng năm về số ñầu con vịt, ngan khá cao và ổn ñịnh Tuy nhiên, với quy mô chăn nuôi nhỏ lẻ, manh mún chưa có quy hoạch nên các hình thức chăn nuôi vịt, ngan tại các hộ rất phong phú, ñặc biệt tại các tỉnh miền bắc Có thể tóm lược các hình thức chăn nuôi thủy cầm phổ biến hiện nay tại miền Bắc bao gồm:

- Chăn nuôi nhỏ lẻ: Mỗi hộ nuôi khoảng 10-20 con, thả rông trong sân, vườn,

ao, hồ và tận dụng thức ăn thừa ðây là hình thức chăn nuôi tự cung tự cấp trong gia ñình và ngày càng giảm dần trước nguy cơ tình hình dịch bệnh, nhất là dịch cúm gia cầm xảy ra ñe dọa tính mạng người chăn nuôi

- Chăn nuôi vịt chạy ñồng: Gồm hai hình thức chăn nuôi chạy ñồng gần và

chạy ñồng xa:

+ Nuôi vịt chạy ñồng gần: Chủ yếu vịt ñược thả trên các cánh ñồng lân cận

trong ấp, xã ðây là phương thức chăn nuôi rất phổ biến do tận dụng ñược nguồn thóc rơi vãi sau khi thu hoạch Tuy nhiên, phương thức chăn nuôi này chứa nhiều yếu tố rủi ro khi dịch bệnh xảy ra và là phương thức chăn nuôi gây ô nhiễm môi trường rất khó kiểm soát

+ Nuôi vịt chạy ñồng xa: ðây là hình thức chăn nuôi có quy mô lớn hơn, phổ

biến từ 600-700 cho ñến 10.000 con/hộ Vịt thường ñược vận chuyển từ tỉnh này sang tỉnh khác bằng tàu, xe Mặc dù nhà nước ñã có những hình thức quản lý ñối với vịt chạy ñồng qua sổ sách kiểm soát dịch bệnh nhưng vấn ñề ngây ô nhiễm môi trường do phương thức chăn nuôi này chưa ñược nghiên cứu sâu và chưa có biện pháp xử lý cụ thể

- Chăn nuôi vịt, ngan trong ao hồ có kiểm soát: Mô hình chăn nuôi này có ưu

ñiểm dễ kiểm soát dịch bệnh và xử lý chất thải ñể bảo vệ môi trường nhưng ñòi hỏi người chăn nuôi phải có ñất ñào ao và vốn ñầu tư vào thức ăn, chuồng trại

Hiện nay, tại nhiều tỉnh miền Bắc, có nhiều trang trại nuôi vịt bố mẹ hình thức nuôi nhốt mang lại hiệu quả về kinh tế cao, tuy nhiên, chất thải chăn nuôi vịt, ñặc biệt nước thải, chưa ñược nghiên cứu xử lý, là nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, nguồn tàng trữ các mầm bệnh nguy hiểm cho người và vật nuôi

- Chăn nuôi công nghiệp và bán công nghiệp: Quy mô chăn nuôi này thường

từ 1.000-5.000 con/hộ Vịt, ngan ñược nuôi nhốt trên nền hoặc trên sàn, sử dụng thức ăn công nghiệp Cách nuôi này dễ kiểm soát dịch bệnh nhưng giá thành cao cần vốn ñầu tư lớn nên chưa thực sự phổ biến Xét từ góc nhìn bảo vệ môi trường, phương thức chăn nuôi này mang những ñặc ñiểm thuận lợi hơn cho việc xử lý chất thải ñể giảm thiểu ô nhiễm (ðinh Xuân Tùng, 2008)

1.1.2 ðặc ñiểm chất thải chăn nuôi vịt, ngan

* Khái niệm cơ bản về chất thải chăn nuôi vịt, ngan

- Chất thải chăn nuôi vịt, ngan: Chất thải chăn nuôi vịt, ngan là sản phẩm

phụ không mong muốn của quá trình sản xuất chăn nuôi Thông thường lượng chất thải này có thể ñược ñược sử dụng một cách hợp lý, nhưng với kích thước và quy

mô trang trại ngày càng tăng lên, lượng chất thải vượt quá mức có thể gây ô nhiễm môi trường Các loại chất thải chăn nuôi quan trọng nhất là phân vịt, ngan, nước thải, khí thải và thức ăn Tất cả chất thải từ chăn nuôi ñều có chứa các hợp chất

có giá trị tiềm năng cho các hoạt ñộng khác trong nông nghiệp và cho xã hội Tuy nhiên, ñể tận dụng tiềm năng này một cách có lợi thường gặp nhiều khó khăn

Vì vậy, trong thực tế, người ta thường chú ý ñến việc giảm lượng chất thải chăn nuôi vào môi trường hơn là tận dụng chúng vào nhiều mục ñích khác nhau (Chang

J J và Stomp A M, 2009)

Sự phát thải các hiểm họa từ chăn nuôi ñến môi trường xung quanh ở một trang trại chăn nuôi ñược phác họa trong hình 1.1 Có thể thấy rõ rằng các chất thải từ trang trại chăn nuôi có ñủ cả 3 nhóm là rắn, lỏng và khí Các nguồn phát thải này không chỉ ñến

từ khu vực chuồng trại chăn nuôi vịt, ngan, khu vực lưu trữ và xử lý chất thải mà còn tác ñộng ñến môi trường cả trong quá trình vận chuyển và bón ra ngoài ñồng.

Hình 1.1 Dòng chảy nguy cơ ô nhiễm chất thải tại trang trại nuôi vịt, ngan

ñiển hình ở Việt Nam (De Wilde, W và Geenens, D, 2003)

* Tính chất và ñặc ñiểm chung của từng loại chất thải trong trang trại chăn nuôi vịt, ngan:

- Chất thải rắn: chủ yếu là các thành phần không ñược hấp thu của thức ăn còn

dư thừa và ñược ñào thải ra ngoài theo phân, bao gồm: Phân, thức ăn thừa, xác vịt, ngan, dụng cụ thú y ðây là nguồn dinh dưỡng quan trọng cho vi sinh vật phân giải lên men hình thành nhiều loại khí và khoáng chất Những chất khoáng này rất cần thiết cho cây trồng Chất thải rắn bào gồm phân, thức ăn thừa, xác ñộng vật chết, phủ tạng không ñược sử dụng, một số vật dụng nhỏ trong chăn nuôi (Bùi Xuân An, 2007)

Tỷ lệ các chất hữu cơ, vô cơ, vi sinh vật trong chất thải rắn phụ thuộc vào khẩu phần

ăn, giống, loài gia súc và cách dọn vệ sinh Trong chất thải rắn chứa 56-83% nước, 1-26% chất hữu cơ, 0,32-1,6% nitơ, 0,25-1,4% phospho, 0,15-0,95% kali và nhiều loài vi khuẩn, virus, trứng kí sinh trùng gây bệnh cho người và ñộng vật

- Chất thải lỏng: bao gồm nước phân, nước tiểu, nước rửa chuồng trại, thuốc

thú y, hóa chất lỏng, dung dịch xử lý chuồng trại Nước phân là nước từ ñống phân chuồng chảy ra, phần lớn từ nước uống, nước tắm, nước rửa chuồng vịt, ngan Thành phần nước thải từ các trang trại chăn nuôi vịt, ngan gồm chất hữu cơ chủ yếu

là cellulose, protein, acid béo, carbonhydrate hầu hết ñều là những chất dễ phân hủy,

vi sinh vật E coli, Salmonella, giun sán và chất vô cơ chiếm 20-30% gồm cát, ñất,

muối Thành phần chất thải lỏng từ chăn nuôi ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố quy mô chăn nuôi, phương pháp vệ sinh, kiểu chuồng

- Chất thải khí: Bao gồm CO2, CH4, NO2. Trong quá trình sinh trưởng và phát triển vịt, ngan ñã thải ra lượng lớn chất thải khí gây nguy hại một trong số ñó là khí methane Sau khi thải ra ngoài môi trường chất thải rắn và chất thải lỏng tiếp tục ñược lên men phân giải thành nhiều chất khí khác nhau Từ chất thải chăn nuôi tạo

ra khoảng 65% lượng khí nitơ oxit (N2O) trong không khí ðây là loại khí có khả năng hấp thụ năng lượng mặt trời cao gấp 296 lần so với khí CO2 Theo nghiên cứu của (Haustein AT, Gilman RH và Ventura G, 1987) thì trong chất thải của chăn nuôi vịt, ngan chứa tới 9% lượng khí CO2, 37% lượng khí methane (CH) - khí có khả năng giữ nhiệt cao gấp 23 lần khí CO2 ðiều này cho thấy chất thải chăn nuôi là một yếu tố quan trọng làm tăng hiệu ứng nhà kính

Haustein AT và cs, (1990) ựã phát hiện ựược 331 hợp chất mùi khác nhau từ chất thải của vịt, ngan Thông thường người ta phân chia các chất gây mùi ra làm bốn nhóm chắnh:

- Các hợp chất có chứa S

- Các hợp chất phenol và indol

- Các hợp chất acid béo bay hơi (VFA)

- Ammonia và các amine bay hơi (Jongbloed và cs, 1998)

Các hợp chất mùi chủ yếu ựược sinh ra do quá trình chuyển hóa vi sinh vật các thành phần thức ăn trong ruột của vịt, ngan và chuyển hóa vi sinh vật các hợp chất trong phân Ngoài ra trong phân còn chứa một lượng lớn các vi sinh vật, trứng các

ký sinh trùng có thể gây bệnh cho người và vật nuôi, trong ựó vi khuẩn thuộc họ

Enterobacteriacea chiếm ựa số với các giống ựiển hình như Escherichia, Salmonella, Shigella, Proteus, Klebsiella Trong 1 kg phân có chứa 2000-5000 trứng giun sán gồm chủ yếu các loại: Ascaris suum, Oesophagostomum, Trichocephalus (Nguyễn Thị Hoa Lý và cs, 2004)

Theo đào Lệ Hằng, 2009 lượng phân thải ra trong một ngày ựêm của vật nuôi tùy thuộc vào giống, loài, tuổi và khẩu phần ăn Lượng phân vịt, ngan thải ra mỗi

ngày có thể ước tắnh 2-3% trọng lượng của vật nuôi

1.2 Tác ựộng của chất thải chăn nuôi vịt, ngan ựến vấn ựề ô nhiễm môi trường

Bên cạnh sự phát triển vượt bật của ngành chăn nuôi ở nước ta trong thời gian gần ựây thì tình trạng ô nhiễm môi trường vẫn là bài toán nan giải, ựe dọa sức khỏe con người và cả sự phát triển bền vững của ngành chăn nuôi Có nhiều trang trại chăn nuôi gia súc, gia cầm và các cơ sở ấp nở gia cầm ựua nhau phát triển ựã vô tình thải ra môi trường nhiều loại chất thải mà chưa ựược xử lý, ựã gây ảnh hưởng xấu ựến sức khỏe cộng ựồng

Theo kết quả phân tắch của Hồ Kim Hoa và cs (2005), nhiều loại vi khuẩn có khả năng gây bệnh và tồn tại từ 5 Ờ 15 ngày trong phân và ựất

- Ô nhiễm không khắ, và mùi:

Chất gây mùi sinh ra trong chăn nuôi vịt, ngan xuất phát từ: thức ăn, cơ thể vịt, ngan, phân Phần lớn nguồn gốc của chất gây mùi xuất phát từ phân (Le,P.D, 2005)

Chất gây mùi phát tán trong không khí từ chuồng nuôi, các hố phân hoặc từ phân bón trên ñồng ruộng gây nên hiện tượng mùi và ô nhiễm môi trường Ngày nay người ta ñã xác ñịnh ñược một số lượng rất lớn các hợp chất gây mùi từ chăn nuôi vịt, ngan Mackie, R.I., Stroot, P.G & Varel, V.H (1998) tổng hợp 168 hợp chất gây mùi khác nhau từ các nghiên cứu về mùi và phát xạ mùi trong chăn nuôi vịt, ngan Theo Phùng ðức Tiến và cs (2009), Ammonia phát xạ từ phân vịt, ngan ñã ñược quan tâm từ lâu (trước các hợp chất gây mùi khác) do những tác ñộng của nó ñến môi trường không khí, ñất và nước Ảnh hưởng của ammonia ñến môi trường có thể phân ra thành ảnh hưởng trực tiếp và ảnh hưởng gián tiếp Phát xạ ammonia từ các

cơ sở chăn nuôi gây nên tích tụ ammonia trong khí quyển tạo nên hiện tượng mưa acid làm ảnh hưởng ñến hệ sinh vật Tuy nhiên, ảnh hưởng trực tiếp này ít nguy hại hơn so với ảnh hưởng gián tiếp.Tích tụ ni tơ trong ñất có thể làm mất các loài nitrophobic Sự thay ñổi hệ vi sinh vật trong ñất có thể làm thay ñổi chất lượng ñất Tích tụ ni tơ trong ñất làm rửa trôi K, Mg, Ca và làm giảm tính có sẵn của các hợp chất này cho cây trồng Nitrous oxide và ammonia ñều có thể chuyển sang dạng acid nitroric làm acid ñất và nước

Ô nhiễm từ chuồng nuôi ñộng vật là một trong những thách thức lớn của chăn nuôi công nghiệp, hoạt ñộng chăn nuôi là nguồn gốc của rất nhiều chất gây ô nhiễm cho không khí bao gồm khí như CH4, NH3… (Aarnink và cs, 1995, bụi (Lai và cs, 2014), mùi (Gay và cs, 2002), và các vi sinh vật (Cambra-López và cs 2010; Aarnink và cs 1999; Aarnink và cs, 2004) Các chất gây ô nhiễm này không những

có khả năng ảnh hưởng ñến sức khỏe của người chăn nuôi của ñộng vật mà còn gây mùi hôi thối và ô nhiễm môi trường

Schiffman, S.S., và cs (2001) ñã ñề xuất sử dụng p-cresol và VFA như là chất chỉ thị của mùi từ chăn nuôi vịt, ngan; EAS - Manure management technologies (2007) ñưa ra các chất VFA, phenol, p-cresol và 3-methyl indol như là những mùi chỉ thị chính, trong khi ñó Hammer, D.A (1989) cho rằng VFA, NH3 và H2S là mùi chỉ thị chính từ chăn nuôi vịt, ngan Theo N Cicek (2003) nguồn gốc của các hợp chất gây mùi hôi thối từ chăn nuôi vịt, ngan ñều có mối liên hệ với VFA, phenol,

p-cresol, indol, và 3-methyl indol Greg Johnsona, Dr và cs (2003) ñã ñưa ra danh

sách 4 nhóm gây mùi chính: VFA, các indol, phenol và các hợp chất có chứa S

Theo Sebastià Puig Broch (2008), các nhóm gây mùi là ammonia và amin bay hơi,

các hợp chất có chứa S, VFA, indol và phenol, alcohol và carbonyl Theo Nguyễn Văn Hải và cs (2001) các VFA, NH3, các hợp chất indol và phenol không phải là chất chỉ thị mùi nhưng những hợp chất có chứa lưu huỳnh, ñặc biệt là hydrogen sulfide (H2S) và methyl mercaptan là những chất chỉ thị mùi ðiều này rất có ý nghĩa trong trường hợp giảm thiểu ñơn chất hoặc một nhóm hợp chất ñược nhận ra như là một chất chỉ thị mùi trong hệ thống chăn nuôi vịt, ngan Tuy nhiên, những nghiên cứu nói trên ñã không nhất quán các chất chỉ thị mùi ðiều này có thể do trong các ñiều kiện khác nhau hàm lượng các chất gây mùi sinh ra khác nhau Thêm vào ñó, không chỉ là nồng ñộ của từng hợp chất mùi mà quan trọng hơn

là sự tương tác giữa các hợp chất ñó Khoảng 60% trong tổng số VFA có trong phân (w/w) biểu hiện dưới dạng acetic acid (Le và cs, 2005) Các acid béo bay hơi chiếm phổ biến tiếp theo là propionic, butyric (n-butyric), 2-methylpropionic (iso-butyric), 3-methylbutyric (iso-valeric), pentanoic (n-valeric), và các capric acid Liangwei Deng, và cs (2007) Mùi tự nhiên của VFA thay ñổi từ mùi hăng của acetic acid cho ñến mùi khó chịu của valeric và caproic acid và cs, 1993) Nồng ñộ VFA cao trong phân vịt, ngan có thể không gây nên mùi hôi thối khó chịu bởi vì phần lớn chúng là các VFA mạch ngắn và thường là những chất ít gây mùi

Một số tác giả ñã báo cáo rằng hợp chất có chứa S ñóng vai trò quan trọng trong việc tạo mùi trong phân vịt, ngan (A.C.Van Haandel, G.Lettinga, 2002) Trong 1000

kg phân tươi do vịt, ngan thải ra hàng ngày có chứa khoảng 76 và 51g lưu huỳnh (S) Hàm lượng lưu huỳnh thải ra trong phân và nước tiểu là tương ñương nhau Trong tổng số 10 hợp chất có ngưỡng xác ñịnh mùi thấp có chứa S Hơn nữa, mùi tự nhiên của các hợp chất có chứa S do sự phân hủy của dimethyl disulfide và methanethiol hình thành mùi trứng thối do hydrogen sulfide (H2S)

Dawkins, M.S và cs (2004) ñã báo cáo rằng H2S trong không khí thông thóang

có nồng ñộ 4 µg m-3 Iverson, M., và cs (2000) ñã quan sát thấy tỷ lệ phát xạ ñã giảm từ 100 xuống 28 g m-2 d-1 trong suốt 112 ngày nghiên cứu phân trong hố chứa Các tác gả cũng chỉ ra mối tương quan giữa nồng ñộ H2S và nồng ñộ mùi Kadlec

RH (2000), ñã tìm ra hệ số mối tương quan Pearson giữa nồng ñộ của mùi và nồng

ñộ của H2S trong không khí từ chăn nuôi vịt, ngan là 0,731; cao hơn 0,20 so với xác ñịnh của Liangwei Deng, và cs (2007), cũng trong không khí từ chăn nuôi vịt, ngan Ammonia có mùi gắt và hăng Nguồn chính tạo ra ammonia là urea Nồng ñộ của ammonia trong mẫu không khí thu ñược từ chuồng nuôi, hố chứa phân và trên ñồng ruộng bón phân có mối tương quan chặt chẽ với cường ñộ mùi (r2 = 0,72) ñược ño lường bằng khứu giác De Wilde, W và Geenens, D (2003) ñã tìm ra mối liên hệ chặt chẽ giữa ammonia và phát xạ mùi từ chăn nuôi vịt, ngan Tuy nhiên, Rodriguez L và PrestonT R (1996) chỉ tìm thấy mối liên hệ yếu giữa ammonia và phát xạ mùi từ chuồng vịt, ngan Ammonia không phải là một hợp chất gây mùi quan trọng Tác giả cũng ñồng thời chỉ ra trung bình nồng ñộ của ammonia dưới 8 ppm trong chuồng trâu, giữa 5-18 ppm trong chuồng lợn và giữa 5-30 ppm ở chuồng vịt, ngan Những nghiên cứu ở Mỹ cho rằng, nếu nồng ñộ ammonia vượt quá 7 ppm, công nhân chăn nuôi có thể chịu các ảnh hưởng lâm sàng, vịt, ngan giai ñoạn giò và ñẻ trứng phản ứng mạnh với ammonia ở nồng ñộ 20 ppm và cao hơn

ñã tìm ra mối tương quan yếu giữa nồng ñộ mùi và cường ñộ mùi, ñộ khó chịu của mùi và sự phát xạ ammonia từ phân vịt, ngan Các amin bay hơi từ chăn nuôi vịt, ngan có lẽ bao gồm methylamine (mùi thối rữa), ethylamine (mùi cá), trimethylamine (mùi giống ammoniac), cadaverine (mùi hôi thối), và putrescine (mùi của sự thối rữa) Các amin bay hơi chiếm môt phần rất nhỏ trong các hợp chất

có chứa ni tơ bay hơi Trong thực tế chăn nuôi, ít khi tìm thấy sự tập trung của các amin bay hơi

- Ô nhiễm ñất và nước:

+ Ảnh hưởng của chất thải chăn nuôi tới chất lượng ñất:

Khi bón phân vịt, ngan, các chất có trong phân sẽ tác ñộng vào môi trường ñất Lượng phân vịt, ngan thích hợp ñể bón vào trong ñất là phải ñảm bảo ñáp ứng ñược nhu cầu dinh dưỡng của cây trồng và giảm thiểu tác ñộng ñến môi trường Bón phân tác ñộng ñến môi trường, gây ra ô nhiễm ñất do bổ xung quá nhiều các kim loại nặng, các hợp chất clo-hữu cơ và các loại muối có trong phân vịt, ngan vào trong ñất Hơn nữa hạt cỏ dại trong phân có thể ñược reo rắc trong quá trình bón phân

Tuy nhiên, việc bón phân cũng có những tác ñộng tích cực, như tạo ra nguồn hữu cơ trong ñất và vì thế cải tạo ñộ phì nhiêu, cũng như cấu trúc ñất

Sau khi bón phân vào trong ñất, vi sinh vật sẽ phân hủy các hợp chất hữu cơ trong phân thành carbon dioxide (CO2), nước và các dinh dưỡng khoáng cần thiết cho cây trồng như N, P, S và các kim loại nặng Quá trình này ñược gọi là quá trình khoáng hóa Sau khi bón một năm chất hữu cơ trong phân còn lại trong ñất sẽ tạo thành chất hữu cơ ñất và sẽ ñược phân hủy dần dần giải phóng các chất dinh dưỡng cho cây trồng, quá trình này tương tự như việc sử dụng phân phân giải chậm bón cho cây trồng ðất càng giầu chất hữu cơ, giầu dinh dưỡng thì càng cần bón ít các loại phân khoáng Mặt khác, sản xuất phân khoáng cần rất nhiều nguồn tài nguyên không tái tạo như năng lượng hóa thạch, lân và kali, hơn nữa quá trình sản xuất phân khoáng cũng tạo ra khí thải rất lớn Vì thế, sử dụng phân chuồng ở khía cạnh nào ñó có tác ñộng tích cực ñến môi trường Một phần nhỏ chất hữu cơ bón vào trong ñất, khó bị phân hủy bởi hoạt ñộng của vi sinh vật ñược gọi là humus hoặc là chất hữu cơ bền (Lê Văn Căn, 1976)

Các kim loại nặng như Cu và Zn ñược coi là một trong các chất gây ô nhiễm chính của việc sử dụng quá nhiều phân vịt, ngan bón vào trong ñất Khi bón một lượng lớn và liên tục phân vịt, ngan trên một cánh ñồng sẽ làm tăng hàm lượng Cu

và Zn trong ñất, dẫn ñến gây ñộc cho quần thể ñộng thực vật trong ñất Từ năm

1978, ñể giảm lượng Cu và Zn trong phân vịt, ngan, cộng ñồng Châu Âu (EC) ñã quy ñịnh lượng Cu bổ sung trong thức ăn của vịt, ngan phải giảm xuống mức 35 mg/kg thức ăn Ở mức bổ sung này, Cu và Zn trong phân vịt, ngan ñược coi như là không có ảnh hưởng ñến môi trường khi bón vào ñất, tuy nhiên ñiều này chỉ ñúng trong trường hợp lượng phân lân bón vào ñất là vừa ñủ với nhu cầu của cây trồng Một trong những hiểm họa ñối với môi trường và sức khỏe là việc phân hủy không hòan toàn các hợp chất clo-hữu cơ do hoạt ñộng của vi sinh vật Khi bón phân vịt, ngan vào ñất, các hợp chất hữu cơ này có thể bị hấp thu bởi cây trồng, tích lũy trong chuỗi thức ăn và ñe dọa ñến sức khỏe con người Rất nhiều quốc gia ñang dần thay thế các hợp chất clo-hữu cơ bằng phosphates-hữu cơ, tuy nhiên những tồn

dư từ thuốc trừ sâu vẫn tiếp tục là nguồn gây nhiễm clo-hữu cơ trong thức ăn của

con người và vật nuôi Các hợp chất clo-hữu cơ này bắt nguồn từ trong các hợp chất ñược dùng ñể sản xuất chất diệt các ký sinh trùng

Hạt các loại cỏ dại có trong thức ăn vật nuôi ñã giảm khả năng nẩy mầm rất nhiều thông qua quá trình tiêu hóa của vịt, ngan, tuy nhiên một số loại cỏ dại vẫn có khả năng phát triển sau khi ñã ñược thải ra ngoài Trong các ñống ủ phân vịt, ngan, do hoạt ñộng của vi sinh vật phân hủy hữu cơ, nhiệt ñộ ñống ủ có thể lên trên 55oC với ñiều kiện này các hạt cỏ dại sẽ bị tiêu diệt trong khoảng 3 tuần Khả năng nẩy mầm của các hạt cỏ dại trong phân chỉ có thể bị tiêu diệt nếu thời gian lưu trữ trên 5 tháng Trong chất thải chăn nuôi vịt, ngan cũng chứa khá nhiều KCl và NaCl hòa tan,

vì vậy nếu bón nhiều và liên tục phân vịt, ngan, ñặc biệt là trong ñiều kiện khí hậu bán khô hạn, sẽ rất dễ dẫn tới nhiễm mặn ñất và gây ñộc cho cây trồng

+ Theo Cao Trường Sơn và cs (2011) ảnh hưởng của chất thải chăn nuôi tới chất lượng nước ngầm và nước mặt:

Ảnh hưởng nguy hại nhất ñối với môi trường của việc bón chất thải chăn nuôi vào ñất là ô nhiễm nguồn nước mặt và rửa trôi các chất như nitrate (NO3) và lân (P) xuống nước ngầm Phần lớn ñạm (N) trong phân vịt, ngan là ở dạng NH3 dễ bay hơi Khi bón phân vịt, ngan vào ñất, nếu lượng N dễ tiêu trong phân không bị bay hơi, chúng sẽ nhanh chóng bị nitrat hóa và chuyển thành dạng NO3 Mặt khác, lượng N khoáng hóa

từ phần N-hữu cơ trong phân vịt, ngan cũng dễ dàng và nhanh chóng bị nitrat hóa NO3tồn tại ở dạng anion, không bị hấp thụ bởi các khoáng sét và chất hữu cơ trong ñất, nên chúng dễ dàng bị rửa trôi, nhất là ở những nơi có lượng mưa lớn ðể giữ lượng NO3-N trong phân vịt, ngan không bị rửa trôi khi bón vào ñất phải bắt nguồn từ chế ñộ bón phân khoáng và khả năng phân giải chất hữu cơ trong ñất Nếu lượng NO3 trong nước ngầm cao thì không thể sử dụng nguồn nước này làm nước uống Trong ñiều kiện nhất ñịnh nào ñó, nước ngầm có thể chảy trên bề mặt, nếu nước mặt là nước lợ hoặc nước mặn trong ñiều kiện giàu NO3 sẽ phú dưỡng nguồn nước mặt Nếu nước mặt giầu NO3

sẽ dẫn ñến sự phát triển quá mức của các loại tảo và làm giảm lượng oxy trong nước và làm chết cá (Cao Trường Sơn và cs, 2011)

Theo nghiên cứu của Hồ Lam Trà và cs (2008) Lân (phosphorus-P) không hoàn toàn di ñộng trong ñất như NO3 vì thế chúng ít bị rửa trôi hơn Tuy nhiên, hiện

tượng rửa trôi lân có thể xuất hiện trong những ñiều kiện nhất ñịnh nào ñó Nhiều ñất cát ở Hà Lan trở nên bão hòa với P2O5 sau nhiều năm bón một lượng lớn phân vật nuôi Khi bão hòa lân, ñất mất khả năng giữ lân và vì thế rửa trôi lân xuất hiện Nếu lân bị rửa trôi xuống nước ngầm và sau ñó chảy trên bề mặt thì hiện tượng phú dưỡng nguồn nước mặt cũng xảy ra, tương tự như trường hợp ô nhiễm NO3 Cần ñặc biệt lưu ý là lân có thể gây phú dưỡng nước trong cơ thể ñộng vật và tác ñộng trực tiếp ñến sức khỏe vật nuôi và con người

1.3 Tác ñộng của chất thải chăn nuôi vịt, ngan ñến vấn ñề dịch bệnh

Phân vịt, ngan là nguồn dinh dưỡng quý giá cho cây trồng, ngoài ra trong phân vịt, ngan còn có thể ñược dùng làm thức ăn trong nuôi trồng thủy sản Tuy vậy, nếu không ñược quản lý tốt, chất thải chăn nuôi sẽ là nguồn ô nhiễm vi sinh vật, là nguồn lây lan dịch bệnh, có nguy cơ ảnh hưởng tới sức khỏe của vật nuôi và con người (Trịnh Quang Tuyên và cs, 2010)

Chất thải chăn nuôi chứa một lượng lớn vi sinh vật (108 CFU/g) có nguồn gốc

từ phân, chất ñộn chuồng, thức ăn thừa của vật nuôi,v.v Trong ñó có rất nhiều loại

vi khuẩn, virus, ký sinh trùng có khả năng gây bệnh cho người, ñộng vật khi chúng

có ñiều kiện tiếp xúc với vật nuôi mẫn cảm, nguồn nước hoặc rau quả

Một số loại mầm bệnh có khả năng sống sót rất cao Vi khuẩn E Coli có khả năng sống sót trong chất thải ñến 21 tháng Trong chất thải có thể tìm thấy vi khuẩn E Coli O157 với hàm lượng từ 3 ñến 5 104 (CFU/g) và chỉ với nồng ñộ 10 CFU/g vi

khuẩn E Coli O157 ñã có thể gây bệnh cho người (Nguyễn Thị Chinh và cs, 2010)

Vi khuẩn Salmonella có thể sống sót ñến 286 ngày trong phân ủ hoặc hồ chứa

chất thải tùy thuộc vào ñộ ẩm không khí, nhiệt ñộ và nồng ñộ ammonia Tuy vậy, số

lượng Salmonella sẽ giảm khoảng 90% chỉ sau 30 ngày Trong chất thải của vịt,

ngan chứa 20 - 50.103 CFU/g vi khuẩn Salmonella gồm 2000 giống khác nhau

nhưng chỉ một số giống có thể gây bệnh cho vật nuôi và con người (Trần Xuân Hạnh, 1998)

Vi khuẩn Listeria có thể sống sót ở môi trường có nồng ñộ pH cao (5 - 9), ở biên

ñộ nhiệt ñộ rộng, và nồng ñộ muối cao Cũng có thể tìm thấy vi khuẩn này ở cây trồng hay ñất ñá Vịt, ngan có nguy cơ cao lây nhiễm và thải qua phân vi khuẩn

Listeria về mùa ñông Khi vận chuyển vật nuôi từ vùng này sang vùng khác hoặc vật nuôi trong thời gian sinh ñẻ cũng làm tăng nguy cơ lây truyền vi khuẩn Listeria Chất

thải tươi dùng làm phân bón cho rau quả cũng là nguồn gốc làm phát tán vi khuẩn

Một số loại mầm bệnh nguy hiểm khác như Mycoplasma paratuberculin, Crystosporidia and Giardia cũng có khả năng tồn tại trong chất thải chăn nuôi từ 2 tháng ñến 1 năm Vật nuôi nhiễm Mycoplasma có khả năng ñào thải vi khuẩn qua

phân với hàm lượng khoảng 10 - 6 VK/g và trong thời gian 1 tháng ñến 1 năm trước khi các triệu chứng lâm sàng của bệnh ñược thể hiện ðây là mối nguy hiểm tăng khả năng nhiễm trùng cho các vật nuôi khác trong ñàn và làm lây lan dịch bệnh ðồng cỏ ñược bón phân tươi cũng là nguồn gốc gây phát tán mầm bệnh cho các ñàn

vật nuôi nhỏ Crystosporidia và Giardia dễ ñược tìm thấy trong nguồn nước bị ô

nhiễm chất thải chăn nuôi Hai loại mầm bệnh này cũng có khả năng tồn tại lâu dài trong chất thải (Nguyễn Ngọc Huân và cs, 2006)

Theo Nguyễn Thị Ngọc Liên (1997), khả năng sống xót của các loài vi sinh vật

và mức ñộ lây lan dịch bệnh của các loại mầm bệnh trong chất thải chăn nuôi phụ thuộc vào nhiều yếu tố:

- Loài vi khuẩn

- ðộ pH của môi trường chất thải

- Thành phần cơ học của chất thải (chất thải rắn, lỏng hay khí)

- Tính chất của chất thải (chất thải tươi hay ñã lưu cữu)

- Thành phần hóa học của chất thải (hàm lượng chất thô, protein)

- ðặc ñiểm của mầm bệnh

- Nhiệt ñộ môi trường

Ngoài ra một số yếu tố có thể ảnh hưởng tới khả năng sống xót của vi sinh vật gây bệnh ngoài môi trường như ánh sáng mặt trời, ñộ ẩm, nhiệt ñộ môi trường, nồng

ñộ oxy và ammonia

Bên cạnh ñó, một lượng lớn chất thải chăn nuôi vẫn hàng ngày ñược thải trực tiếp ra ao hồ, vườn rau và ao nuôi cá Mầm bệnh theo nguồn nước làm lây lan dịch bệnh và có nguy cơ gây hại cho sức khỏe con người

Tại nhiều nước châu Á như Thái Lan, Việt Nam, Ấn ðộ, chất thải chăn nuôi còn ñược dùng làm thức ăn trong chăn nuôi thủy sản, thường dùng nuôi cá nước ngọt

Vấn ñề ô nhiễm môi trường nuôi cá và lây nhiễm vi khuẩn kháng kháng sinh từ chất thải chăn nuôi ñến nước ao cá và sản phẩm cá cũng ñang ñược nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu

Việc hiểu rõ ñược nguy cơ và mức ñộ ô nhiễm vi sinh vật gây bệnh và khả năng sống xót của các loại mầm bệnh trong chất thải chăn nuôi giúp các nhà khoa học và người chăn nuôi tìm ra các giải pháp xử lý chất thải phù hợp nhằm giảm thiểu những thiệt hại về kinh tế do dịch bệnh gây ra và nâng cao hiệu quả của ngành chăn nuôi, bảo vệ sức khỏe cho người chăn nuôi và người tiêu dùng sản phẩm ñộng vật Các quy trình quản lý chất thải chăn nuôi cần ñược kiểm tra về mức ñộ an toàn của các loại mầm bệnh ñể nguồn chất thải chăn nuôi ñược dùng làm phân bón hữu ích cho cây trồng (Nguyễn Thị Hoa Lý, Hồ Thị Kim Hoa, 2004)

1.4 Tình hình nghiên cứu về các biện pháp xử lý chất thải trong chăn nuôi vịt, ngan

1.4.1 Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài

Tại các nước trên thế giới nghiên cứu về các giải pháp xử lý phân và nước thải trong chăn nuôi nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường ñã ñược quan tâm từ giữa thế

kỷ 19 nhưng nó chỉ ñược chú trọng nhiều từ những năm 1960 khi chăn nuôi vịt, ngan tập trung phát triển mạnh Có rất nhiều công nghệ xử lý chất thải chăn nuôi như xử lý bằng phương pháp vật lí ñể tách chất thải rắn-lỏng, xử lý bằng phương pháp lọc sinh học ñể giảm mùi và khí, xử lý bằng phương pháp sinh học trong môi trường yếm khí hoặc hiếu khí Cáccông nghệ này có thể dùng riêng biệt hoặc kết hợp với nhau ñể cải thiện hiệu quả xử lý cũng như hiệu quả kinh tế của quá trình xử lý Các giải pháp

xử lý chất thải chăn nuôi có thể ñược phân thành các nhóm như sau:

- Xử lý bằng phương pháp vật lý

Chất thải chăn nuôi vịt, ngan là hỗn hợp của nước, chất khoáng và các chất hữu

cơ Một số chất khoáng có thể hòa tan trong nước còn các chất khác có xu hướng lắng ñọng hoặc nổi trên bề mặt Sử dụng phương pháp vật lí ñể phân tách chất rắn - lỏng là khâu ñầu tiên trong quá trình xử l í chất thải chăn nuôi Phân tách chất rắn - lỏng giúp làm giảm ñáng kể hàm lượng nước trong chất thải, giảm diện tích hồ ñể chứa phân và tăng giá trị dinh dưỡng trong phân rắn Phần chất rắn có thể tiếp tục

xử lý ñể tạo thành phân hữu cơ bón cho cây trồng hoặc dùng ñể sản sinh năng lượng

Phần lớn hàm lượng Phốt pho trong chất thải ở dạng phân tử rắn nên sau khi phân tách chất rắn - lỏng, phần chất lỏng có thể ñem tưới cho cây trồng mà không gây ô nhiễm Phốt pho Tuy nhiên phần chất rắn có chứa nhiều phốt pho nên cần phải xử lý trước khi ñem sử dụng

Phương pháp phân tách chất rắn-lỏng ñã ñược sử dụng ở nhiều nước trên thế giới Ở Hà lan, có khoảng 60-80 nhà máy sử dụng máy móc ñể phân tách và xử lý chất thải lỏng Ở Pháp, có khoảng 400 trại vịt, ngan có trang bị các thiết bị phân tách chất thải rắn-lỏng khác nhau Khoảng 60% chất rắn sau khi phân tách ñược xử

lý tiếp bằng phương pháp sinh học (ủ hiếu khí), 25% ñược xử lý tiếp bằng phương pháp hóa lí và 15% ñược xử lý bằng nhiệt

ðối với phân vịt, ngan thông thường hay áp dụng phương pháp lọc ñể tách chất rắn ra khỏi chất lỏng:

Phương pháp lọc: thiết bị lọc có thể là màng lọc hay chất ñệm lọc thông thường như rơm ðệm rơm có ñộ dày 5cm rải trên nền xi măng trong nhà chứa chất thải, sau ñó nước phân vịt, ngan ñược bơm vào và ñổ trên bề mặt ñệm rơm Các phần tử rắn sẽ ñược giữ lại trên bề mặt ñệm rơm, chất lỏng sau khi lọc ñược ñưa vào bể chứa Sau 4 tuần vận hành, khi khả năng lọc của ñệm rơm ñã giảm do tích lũy nhiều chất thải rắn trên bề mặt, ñệm rơm và chất thải rắn ñược ñem xử lý như ñối với chất thải rắn Virginia, C.C (1997) ñãñánh giá các hệ thống xử lý chất thải lỏng tại trang trại chăn nuôi vịt, ngan ở Hà Lan trong ñó hệ thống sử dụng ñệm rơm có chi phí ñầu tư và chi phí vận hành thấp nhất Hàm lượng Phospho trong nước phân giảm từ 1,8g/kg xuống còn dưới 0.001g/kg Kết quả nghiên cứu của Virginia, C.C (1997) cũng cho thấy hiệu quả lọc Phốt pho của ñệm rơm cũng tương ñương như của máy ly tâm

- Xử lý bằng phương pháp hoá học

Một phương pháp khác ñược dùng ñể tách rắn/lỏng chính là phương pháp hoá học Các chất ñiện ly ñơn giản hoặc các chất ñiện ly polyme có thể bơm và trộn cùng với hỗn hợp chất thải Các tác giả ñã tìm ra rằng hiệu quả tách chất rắn có thể tăng tới 82% nếu như chất ñiện ly ñược cho vào hỗn hợp chất thải trước khi tách cơ học Hầu hết các hoá chất thường ñược dùng ñể keo tụ và kết bông các phân tử rắn

trong hỗn hợp chất thải là các chất polyme như polyacrylamide và các muối kim loại như sắt clorua, muối nhôm và vôi Các chất này làm tăng ñáng kể tính kỵ nước của phân và làm cho các chất rắn liên kết với nhau tạo ra các phần tử có kích thước lớn hơn và kết lắng nhanh hơn Các chất bổ sung hóa học cũng làm kết tủa phốt pho

ở dạng hòa tan do ñó toàn bộ phốt pho ở dạng hòa tan và không hòa tan có thể ñược tách ra khỏi nước thải Kết quả nghiên cứu của Liangwei Deng, và cs (2007) cho thấy rằng sử dụng các chất hóa học ñể làm kết lắng có thể làm giảm 90% hàm lượng phốt pho hòa tan trong nước phân vịt, ngan

Khi tăng pH của hỗn hợp phân chuồng lên pH 12 trong vòng 30 phút sẽ tiêu diệt phần lớn các vi sinh vật sống trong phân Kết quả là sẽ làm giảm thiểu sự phát thải mùi và ngăn ngừa phát tán mầm bệnh Vôi sống (CaO) và vôi tôi (CaOH) thường ñược dùng cho mục ñích này Tuy nhiên việc xử lý này làm mất một phần amoni trong phân và cần phải quan tâm tới an toàn lao ñộng khi tiếp xúc với hoá chất

- Xử lý bằng sinh học:

Cơ sở của công nghệ xử lý sinh học là tối ưu hóa môi trường cho hệ vi sinh vật trong tự nhiên phát triển ñể phân giải các chất hữu cơ trong phân trong ñiều kiện có oxy (hiếu khí) hay không có oxy (kỵ khí) và tạo ra sản phẩm cuối cùng ổn ñịnh, có giá trị kinh tế Quá trình phân hủy hiếu khí và kỵ khí có thể làm giảm 50% hàm lượng chất rắn ñồng thời giảm mùi và tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh

⇒ Phương pháp xử lý bằng bể kỵ khí:

Bể kỵ khí có tác dụng làm ổn ñịnh phân của vật nuôi bằng các ưu ñiểm của các quá trình diễn ra trong tự nhiên Khi không có ô xy, các chất thải hữu cơ có ñộ bền cao như phân của vật nuôi bị phân huỷ bởi các vi sinh vật kỵ khí Quá trình phân hủy tạo ra khí sinh học (CO2, CH4) nhưng hàm lượng chất dinh dưỡng (ni tơ, phos pho) hầu như không thay ñổi Tuy nhiên, phos pho có thể lắng ñọng ở lớp bùn trong các bể không có hệ thống bơm hút Ni tơ có thể chuyển hóa thành NH4+ nhưng khí này ít bị bốc hơi vào không khí do hệ thống xử lý ñược bịt kín Có khoảng 70% ni

tơ tổng số ở dạng NH4+ trong nước thải sau biogas

Xử lý kỵ khí có thể sử dụng trước hoặc sau khi phân tách chất thải rắn - lỏng Ở châu Âu, các bể kỵ khí thường sử dụng nguyên liệu là chất thải rắn sau phân tách

Các chất này có hàm lượng các bon cao do ñó ñem lại hiệu quả kinh tế cao hơn trong sản sinh khí methan

Ưu ñiểm của xử lý kỵ khí là tạo ra năng lượng (khí sinh học) tuy nhiên cần có công tác quản lí tốt ñể duy trì hoạt ñộng của hệ vi sinh vật (nhiệt ñộ, ñộ ẩm, ñộ pH ) Ở các nước ôn ñới, hệ thống xử lý kỵ khí có chi phí ñầu tư cao (hơn 100.000 USD) và chi phí cho vận hành cao do cần năng lượng ñể duy trì nhiệt ñộ thích hợp

Ở Nam Mỹ, bể phân huỷ ñược ñào sâu hoặc ñắp ñất ñược phủ kín bằng vật liệu chất dẻo kín không ñể dò khí ra ngoài Hồ kiểu này không cần phải cấp nhiệt mà hoạt ñộng ở nhiệt ñộ môi trường Thời gian lưu của loại hồ này thường nằm trong khoảng từ 30 ñến 40 ngày hoặc dài hơn tuỳ thuộc vào kích thước của hồ Ở nhiệt ñộ trung bình từ 25 - 350C bể phân hủy hoạt ñộng rất ổn ñịnh, giảm mùi rõ rệt, chất thải ở lối ra nhiều dinh dưỡng rất tốt ñể làm phân bón cho ñồng ruộng, các vi khuẩn gây bệnh và mầm cỏ dại hầu như bị triệt tiêu hoàn toàn Ngoài ra, một số trang trại còn dùng khí gas sinh ra từ các bể này ñể thay thế cho năng lượng ñiện Nhiệt từ khí gas có thể dùng ñể sưởi cho vịt, ngan con ở trang trại Ở các nước phát triển, bể kỵ khí ñược sử dụng ñể cải thiện chất lượng phân và ñể giảm mùi tuy nhiên ở các vùng nông thôn của các nước ñang phát triển, nơi nguồn năng lượng khan hiếm và chi phí cho năng lượng cao, bể xử lý kỵ khí là nguồn bổ sung năng lượng ñiện và nhiệt cho trang trại

⇒ Phương pháp xử lý bằng hồ phân hủy hiếu khí:

Trong ñiều kiện có oxy, các vi khuẩn hiếu khí hoạt ñộng và bẻ gãy các cấu trúc của chất hữu cơ trong phân làm giảm mùi, giảm lượng khí metan và NH4-N Quá trình phân huỷ hiếu khí là quá trình một giai ñoạn, trong ñó các vi khuẩn sử dụng ô

xy ñể chuyển hoá phân thành cacbon dioxit và nước Hồ hiếu khí thường ñược sử dụng ñể giảm lượng chất rắn lơ lửng trong nước thải có hàm lượng chất rắn thấp và

ñể tạo ra nguồn nước có thể tái sử dụng làm nước rửa chuồng Các hồ xử lý có lắp ñặt hệ thống sục khí có thể giảm 60-70% tổng N và 37-49% lượng COD Các hồ hiếu khí hoạt ñộng bình thường vận hành ở khoảng ñộ sâu từ 0,6 ñến 1,5 m cho phép cung cấp ô xy cần thiết cho vi khuẩn hiếu khí phân huỷ phân gia súc ðộ lớn của hồ ñược thiết kế tuỳ thuộc vào tải lượng chất hữu cơ cần phân huỷ Các hồ kiểu

này phải có bề mặt rộng hoặc hồ ñược lắp ñặt hệ thống sục khí bằng cơ học Hệ thống này hoạt ñộng liên tục hay ngắt quãng trong suốt thời gian xử lý Do ñó chí phí cho ñầu tư và vận hành cao Người ta tính rằng chi phí cho hệ thống này khoảng 0,02USD/con vịt, ngan thịt từ năm 1979

⇒ Xử lý nước thải sau khi xử lý hiếu khí hay kỵ khí:

Nước thải sau khi xử lý bằng hồ kỵ khí và hiếu khí thường chưa ñủ sạch ñể có thể thải trực tiếp vào các nguồn nước mặt Theo các quy ñịnh hiện hành thông thường, nước thải có hàm lượng COD dưới 100mg/l và BOD dưới 50 mg/l mới có thể thải trực tiếp ra sông, hồ có mục ñích bảo vệ nguồn lợi thuỷ sinh Trong khi ñó nước thải sau xử lý kỵ khí có lượng COD là 1191mg/l còn BOD khoảng 261mg/l Một kết quả khảo sát của Kirychuk, S P., J A Dosman và cs (2006) ở 8 trang trại nuôi vịt, ngan lớn tại ðức cho thấy hàm lượng COD, BOD, NH3-N và tổng P trong

nước thải sau khi xử lý kỵ khí và pha loãng bằng nước sạch vẫn còn cao Như vậy

cần phải có các công ñoạn xử lý nước thải tiếp theo ñể có thể thải ñược vào các hệ thống sông hồ mà không gây hại cho môi trường Kết quả nghiên cứu xử lý nước

thải sau biogas của Nicholas P Cheremisinoff (2001) cũng cho thấy rằng hàm lượng

COD giảm mạnh từ tuần thứ nhất ñến tuần thứ năm sau ñó giảm rất ít do ñộ pH trong hồ xử lý thấp ðiều này có thể lí giải là do ñộ pH giảm thấp sẽ không thích hợp cho vi sinh vật phát triển do ñó hoạt ñộng của vi sinh vật giảm (khoảng pH thích hợp cho vi sinh vật tăng trưởng là 6,5-7,5) Khi bổ sung các chất kiềm vào trong hồ xử lý (ví dụ: vôi) sẽ làm tăng ñộ pH hoặc khi bổ sung thêm nước thải chưa

xử lý vào hồ với tỉ lệ 1:2 sẽ làm tăng lượng chất hữu cơ cho quá trình nitrat hóa do

ñó cũng làm tăng ñộ pH Kết quả là hiệu suất xử lý cải thiện rõ rệt, hàm lượng COD giảm xuống còn 550mg/l và 300mg/l tương ứng trong hệ thống bổ sung chất kiềm

và bổ sung nước thải chưa xử lý Hiệu suất xử lý ni tơ ñạt xấp xỉ 100% ở cả hai hệ thống và tổng số phốt pho ñạt 37% và 20% trong hệ thống bổ sung thêm nước thải chưa xử lý và hệ thống bổ sung chất kiềm

⇒ Các chất bổ trợ sinh học:

Các chế phẩm sinh học ñược bổ sung vào thức ăn, rắc hoặc phun vào ao chứa

phân, nước thải ñể xử lý chất thải chăn nuôi, giảm mùi từ trang trại Hầu hết các vi sinh vật sử dụng ñể xử lý phế thải chăn nuôi là các chủng VSV ña chức năng có tác dụng phân giải xenluloza, protein, phân giải lân, và giảm lượng NH3/H2S bay hơi Một nghiên cứu trong phòng thí nghiệm ñã thử 85 loại chế phẩm sinh học khác nhau và thấy rằng có 4 chế phẩm có thể làm giảm 75% mùi, 10 chế phẩm có thể giảm 75% - 95% lượng H2S và 12 chế phẩm có thể làm giảm 75% lượng NH3 Hầu hết các chế phẩm sinh học ñều ñược phun hay rắc trực tiếp ở khu vực chứa phân hay ao chứa nước thải và phải rắc thường xuyên ñể luôn ñảm bảo số lượng vi sinh vật cần thiết

⇒ Phương pháp ủ phân compost:

Ủ phân compost là quá trình sinh học tự nhiên cần có không khí, ñộ ẩm và một

tỷ lệ C/N ñúng ñể phân huỷ các chất hữu cơ Quá trình phân huỷ chủ yếu là hiếu khí

và có thể phân huỷ các loại chất thải hữu cơ Quá trình này tiêu tốn ô xy và giải phóng ra nhiệt, nước và cac bon ñi ô xit (CO2) Các vi sinh vật sử dụng hầu hết các chất bị thối rửa có sẵn làm nguồn thức ăn cho mình Phân compost giống như chất mùn có thể dùng ñể cải tạo ñất, làm phân hữu cơ hoặc làm thức ăn cho các sinh vật

có khả năng ngăn ngừa bệnh của cây trồng Làm phân compost sẽ làm giảm thể tích

và khối lượng của nguyên liệu ban ñầu khoảng 40-80% và tiêu diệt các nguồn bệnh nếu qui trình ñược kiểm soát một cách ñúng ñắn

Trong phương pháp làm phân compost thông thường, các thành phần ñược trộn với nhau sau ñó vun thành ñống ñể ủ Các vật liệu ñược dùng bao gồm vật liệu ñầu (vật liệu cần xử lý compost), vật liệu bổ sung (vật liệu thêm vào ñể ñiều chỉnh tỷ lệ C/N hoặc lượng nước) và chất ñộn (vật liệu thêm vào ñể tạo thành hỗn hợp compost, tạo ra lỗ trống ñể không khí có thể di chuyển qua hố ủ ñể cung cấp ô xy và làm mát Nói chung, hỗn hợp cần ñược ñảo sau 3 hoặc 4 ngày nhưng ñôi khi ñảo hàng ngày hoặc hàng tuần hay hàng tháng mới ñảo Trong một số trường hợp, không khí ñược tăng cường qua hố ủ phân compost ñể kiểm soát nhiệt ñộ và giữ ñống ủ luôn ñược cung cấp ô xy Khi quan sát thấy ở lối ra không còn thoát nhiệt, ñống ủ ñược

dỡ ra, ñánh rời và lại ñánh thành ñống khác ñể lưu trong vài tháng Tốc ñộ tạo phân compost có thể ñược kiểm soát bằng cách ñiều chỉnh lượng không khí, ñộ ẩm,

và hàm lượng cacbon và nitơ Các hỗn hợp phân cần từ vài tháng ñến một năm ñể chuyển thành phân compost và ñể lưu

⇒ Sử dụng giun ñể xử lý phân vịt, ngan

Phương pháp này còn ñược gọi “ Vermicomposting” ñã ñược sử dụng ở nhiều

nước trên thế giới như Cuba và Philippine, Ấn ñộ và một số nước Châu phi Phương pháp “Vermicomposting” dùng các loại giun như: giun quế (Lumbricus rubellus) và một số loại giun khác như là tác nhân chính ñể xử lý phân vật nuôi

Nguyên tắc cơ bản của phương pháp này là sử dụng giun như là loại sinh vật ñể phân hủy chất hữu cơ trong phân vật nuôi và rác thải Giun sẽ sử dụng phân gia súc

và rác thải hữu cơ như một loại thức ăn và sản phẩm thải ra từ giun ñược coi như là một dạng ñất có giá trị và là nguồn dinh dưỡng cho cây trồng Trong số hơn 4000 loài giun ñất, chỉ có khoảng 6 loài ñược sử dụng ñể xử lý phân trên thế giới

⇒ Thảm thực vật

Thảm thực vật ñược xem như là hệ thống xử lý sinh học, hóa học và cơ học, nó bao gồm các loại cây cỏ bản ñịa ñược trồng thành dải rộng khoảng 10 - 20 mét ở xung quanh hồ chứa phân của trại và có vai trò xử lý nước thải chảy tràn từ hồ chứa nước phân Thảm thực vật có thể giữ lại khoảng 70 - 90% các chất dinh dưỡng không hòa tan (phospho ) và 50% các chất dinh dưỡng hòa tan Hiệu quả xử lý của thảm thực vật phụ thuộc vào từng loại thực vật, ñộ dốc, loại ñất và ñộ rộng của thảm

ða số phốt pho có thể ngấm vào ñất nên tổng lượng phốt pho giảm ñi có liên quan mật thiết tới loại ñất Xử lý bằng thảm thực vật ñược xem như là hệ thống có chi phí ñầu tư thấp nhưng có ñiểm hạn chế là chỉ áp dụng ñược ở những nơi có diện tích rộng Hiệp hội chăn nuôi thủy cầm ở Canada khuyến cáo rằng thiết lập thảm lọc thực vật có chi phí tương ñương với ñồng cỏ Tùy thuộc vào số lượng và khối lượng vật nuôi, diện tích ñất cho thảm thực vật tính theo ñầu con là 4-6 m2 /con 40 nghiên cứu thực ñịa về vai trò và hiệu quả của từng loại thảm thực vật có vị trí và thiết kế khác nhau ñang ñược nghiên cứu tại Mỹ (De Wilde, W và Geenens, 2003)

⇒ Hồ thực vật thuỷ sinh

Khác với thảm thực vật, hồ thuỷ sinh ñược thiết kế ñể giữ nước thải trong

khoảng thời gian ựể ổn ựịnh và lấy ựi các chất dinh dưỡng trong nước thải Nhiều năm trước, hồ thực vật thuỷ sinh ựã ựược dùng thành công trong việc xử lý nước thải sinh hoạt tải lượng thấp Những ựặc tắnh cơ bản sau của các hệ lọc thực vật thuỷ sinh ựã giành ựược sự quan tâm của những người chăn nuôi:

+ Giá thành xây dựng thấp

+ Hiệu quả xử lý nước thải cao

+ đòi hỏi diện tắch ựất nhỏ

+ đòi hỏi tiêu thụ năng lượng thấp

+ Không hoặc rất ắt phải bảo dưỡng

+ Kiểm soát tốt mùi hôi

+ Sự giảm chất thải xảy ra tự nhiên

Khi tham gia vào hệ thống xử lý chất thải chăn nuôi, hồ lọc thực vật thuỷ sinh ựóng vai trò rất quan trọng Trong một nghiên cứu xác ựịnh khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng hữu cơ và vô cơ từ nước phân vịt, ngan của cây bèo Nhật Bản, kết quả cho thấy hệ thống xử lý nước thải có sử dụng bèo Nhật Bản có khả năng giảm 100% hàm lượng COD (60% giảm do bèo Nhật Bản) nếu hàm lượng COD cao nhất trong nước thải là 1000mg/l Tốc ựộ hấp thu của bèo Nhật Bản có mối liên hệ ựáng kể ựến các yếu tố thời tiết (nhiệt ựộ, cường ựộ ánh sáng, ựộ ẩmẦ) Cây bèo Nhật Bản có thể hấp thu 75-88% lượng NH4-N Tuy nhiên lượng NO3-N bị hấp thu chỉ là 60%

⇒ Một số kiểu hồ lọc thuỷ sinh vật:

Có 2 kiểu hồ thực vật thuỷ sinh chủ yếu là hồ dùng thực vật nổi và hồ dùng thực vật chìm Thực vật nổi thu nhận các chất dinh dưỡng và các nguyên tố cần thiết qua

bộ rễ Loại này bao gồm các loại bèo như: Eichornia crasipes, valvina, Sprodella, Lama, Postia stratiotes, các loại này phát triển sinh khối rất nhanh trong môi trường

nước thải Bộ rễ của bèo còn là nơi cư trú của vi khuẩn hấp thụ và phân huỷ chất hữu cơ

Các loại thực vật bậc cao ngập nước như rong Hydrilla verticillata, Ceratophyllum, Cây bấc Scirpus longi, Typha latifolia, Pragmites communis hấp

thụ các chất dinh dưỡng và nguyên tố cần thiết qua thân và lớp vỏ Thực vật ngập nước còn ựóng vai trò lớn trong việc cung cấp ôxy cho vi khuẩn ựể phân huỷ các

chất hữu cơ Các thực vật thuỷ sinh vận chuyển ô xy từ lá qua thân cây xuống rễ và ñưa vào dung dịch nước thải ðường ñi này của ô xy giúp thoả mãn nhu cầu ô xy sinh hóa cao của nước thải ñược ñưa vào hồ Vì vậy, việc chọn lựa các cây thuỷ sinh thích hợp cho hồ lọc là rất quan trọng

Hầu hết các hệ xử lý nước thải chăn nuôi ñều sử dụng các thực vật thuỷ sinh nổi

trong các hồ lọc thuỷ sinh vật như sậy, bulrushe và cattails (Scirprs, Typha và Juncus) Các cây họ ñậu hoặc lúa nước cũng xử lý rất tốt nước thải trại nuôi vịt,

ngan Rễ cây ñóng vai trò rất quan trọng trong quá trình xử lý, cung cấp bề mặt cho

vi khuẩn phát triển, lọc các chất rắn, tiêu thụ chất dinh dưỡng và thông khí ô xy ñể xúc tiến quả trình nitrat hoá và khử nitrat hoá Trong các hồ thủy sinh có thiết kế phù hợp, hiệu quả khử chất rắn có thể ñạt tới 99%, khử phospho ñến 88%

1.4.2 Tình hình nghiên cứu ở trong nước

Ở nước ta việc xử lý chất thải chăn nuôi nhỏ lẻ theo phương pháp truyền thống rất ñơn giản: Chất thải rắn thành thức ăn nuôi cá hoặc ủ phân bón ruộng, còn chất thải lỏng ñược dùng ñể tưới cây Tuy nhiên, qui mô chăn nuôi ngày một mở rộng, chất thải chăn nuôi ngày một nhiều nên phương pháp xử lý truyền thống không còn thích hợp ñã gây ra ô nhiễm làm ảnh hưởng trực tiếp ñến môi trường sống của nhiều vùng nông thôn Ô nhiễm chất thải chăn nuôi mà chủ yếu là trong chăn nuôi vịt, ngan là ñáng lo ngại hơn cả do mật ñộ nuôi cao và công nghệ xử lý cũng như mức

ñộ ñầu tư cho xử lý chất thải còn hạn chế, các phương pháp xử lý chất thải trong

chăn nuôi vịt, ngan gồm:

⇒ Các phương pháp xử lý phân truyền thống

Ở Việt Nam, xử lý phân bằng phương pháp truyền thống cũng ñã ñược áp dụng

từ rất lâu ñời ở những vùng chuyên canh như vùng ñồng bằng Bắc Bộ (Lê Văn Căn, 1976) Nguyên tắc của phương pháp ủ phân truyền thống là dựa trên sự hoạt ñộng của các loại vi khuẩn và nấm mốc trong ñiều kiện yếm khí hoặc xen kẽ giữa ñiều kiện hảo khí và yếm khí Hiện tại ở Việt Nam có 3 phương pháp ủ phân bao gồm: Phương

pháp ủ nóng; phương pháp ủ nguội và phương pháp ủ nóng trước nguội sau:

+ Phương pháp ủ nóng: Với dạng phân ít chất xơ như phân vịt, ngan nên ủ theo

phương pháp ủ nóng: Trộn ñều phân với lân hoặc vôi, vun thành ñống cao 0,5 -

0,6m, rộng 0,8 – 1m, dài tùy ý, sau ñó dùng xẻng nén phân và dùng rơm rạ phủ lên trên Ủ nóng là ñể nhiệt ñộ lên thật cao, quá trình phân giải mạnh Phương pháp này ñòi hỏi phải giữ ñủ ẩm cho phân ở mức 60 - 70 % Nhiệt ñộ sau 4 - 6 ngày sau khi ủ

có thể lên tới 600C Ưu ñiểm của phương pháp này là diệt ñược mầm mống cỏ dại, các VSV gây hại nhưng ñạm lại bị mất nhiều do bị bay hơi trong quá trình ủ (Nguyễn Hoài Châu, 2007)

+ Phương pháp ủ nguội: Với phân nhiều chất xơ nên dùng phương pháp ủ

nguội: Rải một lớp phân 10 – 15 cm rắc một lớp lân và vôi bột, vun thành ñống với

ñộ cao từ 0,5-0,6 m, rộng 0,8 – 1m, dài tùy ý sau ñó nén chặt ñống phân rồi trát một lớp bùn dày 1-2cm chỉ chừa một lỗ ở ñỉnh Ủ 3-4 tháng là dùng ñược Ủ nguội là phương pháp nén chặt ñống phân ñể nhiệt ñộ không lên quá cao, phân chuồng ít mất ñạm hơn, nhiệt ñộ của phân thay ñổi từ từ 15-350C Quá trình phân giải xảy ra trong ñiều kiện yếm khí

+ Phương pháp ủ nóng trước nguội sau: Ban ñầu ñể phân chuồng tơi xốp với

ñộ ẩm từ 60-70 % trong ñiều kiện hiếu khí, chất thải hữu cơ giai ñoạn này ñược phân giải trong ñiều kiện hiếu khí sau khi nhiệt ñộ của ñống phân tăng lên 600C, sau

ñó nén chặt phân chuồng ñể nhiệt ñộ ñống phân giảm xuống 30-350C, phân chuồng tiếp tục phân giải trong ñiều kiện yếm khí

Theo dõi khả năng chuyển hóa của sản phẩm sau khi ủ của ba phương pháp này cho thấy rằng các dạng chất ñộn khác nhau có ảnh hưởng ñến khả năng phân giải chất hữu cơ và hàm lượng ñạm bị mất Cùng một phương pháp ủ nóng nếu chất ñộn

là rơm rạ tỷ lệ chất hữu cơ bị mất sau ủ là 32,6% và tỷ lệ ñạm mất khoảng 31,4% Nếu chất ñộn bằng than bùn thì tỷ lệ hữu cơ mất 40,0% và tỷ lệ ñạm mất chỉ có 25,2% So sánh giữa ba phương pháp ủ (ủ nóng, ủ nguội và ủ nóng trước nguội sau) cho thấy ủ nóng thường dẫn ñến tỷ lệ ñạm bị bay hơi và chất hữu cơ bị mất sau khi

ủ cao hơn so với hai phương pháp còn lại Phương pháp ủ nguội ñược coi là tương ñối hiệu quả trong việc hạn chế tỷ lệ hữu cơ bị mất và hiện tượng ñạm bay hơi do bề mặt của khối ủ ñã ñược phủ kín bằng lớp bùn dày từ 1-2 cm (Lê Văn Căn, 1976)

Ưu ñiểm của phương pháp này là ñơn giản dễ làm, có thể áp dụng ñược mọi nơi, trong gia ñình hoặc ngay trên ñồng ruộng Sản phẩm sau ủ là dạng phân ñã hoai

mục, cây trồng dễ hấp thu, ñảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm cho con người và hạn chế ñược sự lây lan của một số bệnh hại nguy hiểm qua tàn dư thực vật

Nhược ñiểm của phương pháp ủ phân truyền thống là thời gian ủ tương ñối dài

từ 4- 6 tháng Trong quá trình ủ nếu không bảo quản kỹ thì tỷ lệ mất ñạm cao do quá trình chuyển hóa từ NH4+ sang NH3

⇒ Xử lý phân vịt, ngan bằng chế phẩm vi sinh

Xử lý phân theo phương pháp truyền thống chỉ áp dụng cho quy mô chăn nuôi nhỏ ở quy mô hộ gia ñình, không thể áp dụng tại các cơ sở chăn nuôi tập trung vì không có ñủ ñiều kiện cơ sở hạ tầng và nhân công Phương pháp ủ nhanh có sự trợ giúp của vi sinh vật khởi ñộng là hướng ñi ñáp ứng ñược yêu cầu của sản xuất với quy mô trang trại chăn nuôi tập trung Hiện nay ứng dụng công nghệ vi sinh trong

xử lý chất thải chăn nuôi ñã ñược áp dụng ở Việt Nam (Phạm Văn Toản, 2000; Trịnh Quang Tuyên và cs, 2010)

⇒ Xử lý phân vịt, ngan bằng chế phẩm BIO-F

Võ Thị Hạnh và cs (2005) ñã tiến hành nghiên cứu và ứng dụng chế phẩm BIO-F ñể xử lý nguồn phân chuồng, biến thứ chất thải này thành phân bón hữu cơ

vi sinh Chế phẩm BIO-F là loại chế phẩm vi sinh có chứa các vi sinh vật do nhóm

phân lập và tuyển chọn bao gồm: xạ khuẩn Streptomyces sp., nấm mốc Trichoderma

sp và vi khuẩn Bacillus sp Những vi sinh vật trên có tác dụng phân huỷ nhanh các

hợp chất hữu cơ trong phân vịt, ngan, gây mất mùi hôi Phân vịt, ngan sau khi ñược thải ra sẽ thu gom (ñộ ẩm thích hợp của phân vịt, ngan là 30-50%), sau ñó ủ với chế phẩm BIO-F Sau ba ngày, các vi sinh vật hữu ích nói trên bắt ñầu phát triển mạnh, phân giải và làm mất mùi phân Nhiệt ñộ trong khối ủ cũng tăng lên tới 60-700C, tiêu diệt các vi sinh vậtgây bệnh và trứng giun trong phân Sau 7-10 ngày, giai ñoạn kết thúc và sản phẩm thu ñược là phân bón hữu cơ vi sinh chất lượng cao, có tác dụng phòng chống nấm hại cây trồng

Hiện nay, công nghệ vi sinh ñã và ñang ñược ứng dụng với quy mô lớn mang tính chất thương mại ñối với ngành hàng phân bón Các loại vi sinh vật ña chức năng (Vi sinh vật phân giải Xenluloza, vi sinh vật phân giải lân, vi sinh vật cố ñịnh ñạm) ñã ñược sử dụng theo hướng thương mại trong sản xuất phân hữu cơ vi sinh

phục vụ sản xuất nông nghiệp an toàn (Phạm Văn Toản và cs, 2005, Nguyễn Xuân Thành và cs, 2003)

⇒ Các phương pháp xử lý nước thải

Hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi có chi phí vận hành thấp, vận hành ñơn giản, thường ñược lựa chọn hiện nay ñược cấu thành từ 3 bộ phận chính kế tiếp nhau theo thứ tự sau: biogas và hồ thuỷ sinh Trong ñó mỗi một bộ phận có tác dụng làm giảm mức ñộ ô nhiễm thông qua làm giảm nhu cầu ô xy hoá học (COD), nhu cầu ô xy sinh học (BOD) và dưỡng chất (N, P) của nước thải cho ñến khi ñạt yêu cầu thải vào môi trường Cấu tạo, kiểu và kích thước của các bộ phận nêu trên ñược lựa chọn cho mỗi cơ sở chăn nuôi sao cho phù hợp với yêu cầu thực tiễn và khả năng kinh tế, ñất ñai của mỗi cơ sở

Hầm biogas có thể làm giảm tới 99% số lượng trứng giun sán, giun móc và các

ấu trùng Thời gian lưu cần thiết trong hầm biogas ñể diệt trứng sán là 37 ngày, giun móc là 30 ngày, vi trùng tả lị là 30 giờ, vi trùng sốt rét, thương hàn là 44 ngày Chất thải sau khi xử lý bằng công nghệ biogas hầu như không còn trứng giun sán và các

vi khuẩn gây bệnh nên có thể sử dụng bã thải rắn làm phân vi sinh còn nước thải có thể ñưa vào hồ nuôi cá hoặc tưới rau mang lại nguồn phân bón an toàn cho canh tác

và bảo vệ sức khoẻ cho người nông dân (Phùng ðức Tiến và cs, 2009)

+ Hồ thuỷ sinh

Hồ thuỷ sinh ñã ñược dùng phổ biến ở nước ta như khâu xử lý nước thải cuối cùng, trước khi nó ñược xả vào môi trường Các trang trại mới lập ở xa khu dân cư ñều thường có ñất ñể làm hồ thuỷ sinh xử lý nước thải bằng các loại thuỷ sinh, vi sinh vật, tảo có ở trong thiên nhiên, không ñòi hỏi các chi phí tốn kém như hoá chất,

ựiện Người ta ựã sử dụng các hồ có kắch thước và ựộ sâu khác nhau ựể xử lý nước

thải có chất lượng khác nhau

Thực vật nổi thu nhận các chất dinh dưỡng và các nguyên tố cần thiết qua bộ rễ

Loại này bao gồm các loại bèo như: Eichornia crasipes, valvina, Sprodella, Lama

và Postia stratiotes, các loại này phát triển sinh khối rất nhanh trong môi trường

nước thải Bộ rễ của bèo còn là nơi cư trú của vi khuẩn hấp thụ và phân huỷ chất hữu cơ Trong các hồ nuôi trồng thực vật bậc cao hiệu quả khử BOD có thể ựạt tới 95%, khử nitơ amoni và phốt pho ựến 97% Ở Việt Nam các hồ, ao thuỷ sinh thường sử dụng các thực vật nổi như bèo lục bình Tuy nhiên các hồ thuỷ sinh ắt ựược vận hành ựúng cách như ựể bèo phát triển kắn hết cả mặt hồ không có mặt thoáng ựể trao ựổi không khắ, không tạo ựược dòng chảy liên tục nên hiệu quả xử lý còn thấp (đào Lệ Hằng, 2009)

Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 ðối tượng, thời gian và ñịa ñiểm nghiên cứu

- ðối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu tập trung vào các trang trại chăn nuôi vịt,

ngan số lượng lớn và tập trung tại một số tỉnh miền Bắc

- Thời gian nghiên cứu: từ năm 2013 – tháng 9/2014

- ðịa ñiểm nghiên cứu: Các tỉnh: Bắc Ninh, Bắc Giang và Hải Dương

Phân tích các chỉ tiêu về môi trường tại Bộ môn vệ sinh thú y – Viện thú y

- Một số khái niệm sử dụng trong nghiên cứu:

+ Chất thải rắn: Là phân vịt, ngan ñược thu gom từ các chuồng nuôi và chất cặn

bã ñược tách ra từ nước rửa chuồng, từ chất thải lắng cặn của bể khí sinh học hoặc

bể phân hủy

+ Chất thải lỏng: Là nước thải chảy ra ngoài chuồng nuôi vịt, ngan bao gồm nước rửa chuồng, nước ñể vịt, ngan tắm và nước thải từ bể chứa phân phân hủy + Hồ sinh học: Là các thủy vực tự nhiên hoặc nhân tạo mà tại ñó diễn ra quá trình chuyển hóa những chất bẩn

+ Chăn nuôi vịt, ngan tập trung: Chăn nuôi vịt, ngan theo phương pháp chăn nuôi công nghiệp

2.2 Nội dung nghiên cứu

2.2.1 Nội dung 1: ðiều tra thực trạng ô nhiễm môi trường và xử lý chất thải trong chăn nuôi vịt, ngan

- ðiều tra thực trạng ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi vịt, ngan: ðiều tra thực trạng xử lý chất thải và ñánh giá mức ñộ ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi vịt, ngan tập trung theo các quy mô chăn nuôi khác nhau ở một số tỉnh miền bắc

- Thu thập thông tin về các giải pháp xử lý chất thải chăn nuôi

2.2.2 Phân tích nồng ñộ khí thải , vi sinh vật trong chuồng nuôi vịt ngan và các chỉ tiêu về nước thải

2.2.3 ðề xuất một số giải pháp xử lý chất thải trong chăn nuôi vịt, ngan tập trung góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 ðiều tra thực trạng ô nhiễm môi trường và xử lý chất thải trong chăn nuôi vịt, ngan

* Phương pháp chọn mẫu:

⇒ Tiêu chí chọn ñịa ñiểm: Dựa trên số liệu báo cáo về tình hình phát triển chăn nuôi vịt, ngan các tỉnh của Cục Chăn nuôi, chúng tôi chọn ra 3 tỉnh ( Bắc Ninh, Bắc Giang và Hải Dương) có nhiều trang trại chăn nuôi vịt ngan, sau ñó sẽ kết hợp với

cơ quan khuyến nông ñể chọn ra 20 trang trại/tỉnh ñể ñiều tra tình hình xử lý chất thải của các trang trại chăn nuôi vịt, ngan, Số lượng mẫu phiếu ñiều tra: 3 tỉnh x 20 phiếu/tỉnh = 60 phiếu

⇒ Tiêu chí chọn cơ sở chăn nuôi: Dựa trên số liệu báo cáo về tình hình phát triển chăn nuôi vịt, ngan của phòng nông nghiệp và danh sách các cơ sở chăn nuôi vịt ngan của từng xã, tiến hành ñiều tra 20 trang trại chăn nuôi vịt, ngan

* Các chỉ tiêu theo dõi:

- Quy mô lấy mẫu: Dựa trên kết quả ñiều tra ở trên, sẽ lựa chọn và tiến hành lấy

mẫu tại 12 (12/60 trang trại ñiều tra) cơ sở chăn nuôi thuộc 3 tỉnh

- Xác ñịnh nồng ñộ khí ñộc: Mỗi phương pháp ñược xác ñịnh 12 mẫu (6 mẫu trước xử lý, 6 mẫu sau xử lý), với các khí: NH3 và H2S

- Phương pháp lấy mẫu: Mẫu ñược lấy theo TCN 681-2006: Quy trình kiểm tra

vệ sinh thú y cơ sở chăn nuôi- Bộ Nông nghiệp và PTNT-NXB Nông nghiệp 2006;

- Lấy mẫu không khí chuồng nuôi : lấy tại 4 góc chuồng và ở giữa chuồng + Chỉ tiêu phân tích: NH3, H2S

+ Số lượng mẫu: 5 mẫu /chuồng x 12 trang trại = 60 mẫu

- Lấy mẫu kiểm tra vi sinh vật trong chuồng nuôi: kiểm tra tổng số vi khuẩn

hiếu khí, tổng số vi khuẩn E.coli, Coliform, Coli phân, Vi khuẩn Salmonella, Trứng

giun sán, nấm mốc Số lượng mẫu: 5 mẫu /chuồng x 12 trang trại = 60 mẫu

- Lấy mẫu kiểm tra mức ñộ ô nhiễm các hồ ao chứa các chất thải lỏng

- Xác ñịnh các chỉ tiêu: BOD; COD5; photpho tổng số; N tổng số, khoáng, VCK

pH, NO3, vi sinh vật (coliform tổng số (MPN/100mL), E.coli (MPN/100mL))

Số lượng mẫu: 5 mẫu x 12 trang trại = 60 mẫu