Ứng dụng chế phẩm EM trong xử lý chất thải chăn nuôi lợn tại huyện phổ yên, tỉnh thái nguyên

Mặc dù một số hộ chăn nuôi quy mô lớn đã tích cực vệ sinh chuồng trại nhằm hạn chế những ảnh hưởng tới môi trường xung quanh nhưng tình trạng ô nhiễm môi trường đặc biệt là môi trường kh

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan Bản luận văn tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu thực sự của cá nhân tôi, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, nghiên cứu khảo sát và phân tích từ thực tiễn dưới sự hướng dẫn

khoa học của PGS TS Lương Văn Hinh

Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ cho một học vị nào, phần trích dẫn tài liệu tham khảo đều được ghi rõ nguồn gốc

Thái Nguyên, ngày 20 tháng 10 năm 2013

Người viết cam đoan

Nguyễn Đức Hoan

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn

sâu sắc đến PGS.TS Lương Văn Hinh, người tận tình hướng dẫn tôi hoàn

Cuối cùng, tôi xin cảm ơn sự động viên to lớn mà gia đình và bạn bè đã dành cho tôi trong quá trình thực hiện đề tài

Xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày 20 tháng 10 năm 2013

Tác giả luận văn

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn đề 1

4.1 Ý nghĩa trong nghiên cứu khoa học 3

4.2 Ý nghĩa trong thực tiễn 3

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 4

1.1 Cơ sở khoa học của đề tài 4

1.1.1 Cơ sở lý luận 4

1.1.1.1 Chất thải chăn nuôi 4

1.1.1.2 Nguồn gốc phát sinh chất thải chăn nuôi 5

1.1.1.3 Đặc tính của chất thải chăn nuôi 5

1.1.3 Cơ sở thực tiễn 8

1.1.3.1 Tình hình chăn nuôi và xử lý chất thải chăn nuôi trên thế giới 8

1.1.3.2 Tình hình nghiên cứu và xử lý chất thải chăn nuôi tại Việt Nam 12

1.1.3.3 Tình hình chăn nuôi và xử lý chất thải chăn nuôi tại Huyện Phổ Yên, Thái Nguyên 19

1.2 Một số chất khí độc hại trong chuồng nuôi 22

1.3 Tổng quan về công nghệ vi sinh vật hữu hiệu EM 25

1.3.1 Giới thiệu về vi sinh vật hữu hiệu EM 25

1.3.2 Thành phần và quá trình hoạt động của các vi sinh vật trong chế phẩm EM 25

1.3.2.1 Vi khuẩn quang hợp 26

1.3.2.2 Vi khuẩn lactic 27

1.3.2.3 Xạ khuẩn 27

1.3.2.4 Nấm men 27

1.3.2.5 Nhóm vi khuẩn Bacillus 28

1.3.3 Các dạng EM và công dụng của chúng 28

1.3.4 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng chế phẩm EM trên thế giới và tại Việt Nam 30

1.3.4.1 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng chế phẩm EM trên thế giới 30

1.3.4.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng chế phẩm EM tại Việt Nam 31

Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 35

2.2 Địa điểm và thời gian tiến hành 35

2.3 Nội dung nghiên cứu 36

2.4 Phương pháp nghiên cứu 37

2.4.1 Thu thập số liệu sẵn có về tình hình chăn nuôi nói chung trên địa bàn huyên Phổ Yên 37

2.4.2 Điều tra, đánh giá tình hình chăn nuôi lợn, sử dụng và xử lý chất thải chăn nuôi lợn tại các nông hộ trong huyện 37

2.4.3 Đánh giá khả năng xử lý chất thải chăn nuôi lợn của các công thức EM thư cấp 38

Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 42

3.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội vùng nghiên cứu 42

3.2 Tình hình chăn nuôi lợn, mục đích sử dụng và xử lý chất thải chăn nuôi lợn tại các nông hộ trong huyện Phổ Yên 49

3.2.1 Tình hình chăn nuôi tại huyện Phổ Yên 49

3.2.2 Ảnh hưởng của chất thải chăn nuôi đến môi trường sống 53

3.2.4 Tình hình sử dụng và xử lý nước thải chăn nuôi lợn tại Phổ Yên 59

3.3 Ảnh hưởng của ứng dụng EM đến khối lượng lợn và tỷ lệ lợn mắc bệnh tiêu chảy ở các lô thí nghiệm 62

3.3.1 Khối lượng lợn ở các lô thí nghiệm qua các tuần tuổi 62

3.4 Ảnh hưởng của ứng dụng EM đến khả năng xử lý chất thải chăn nuôi

lợn 66

3.4.1 Đánh giá khả năng xử lý khí độc H2S, NH3 trong chất thải chăn nuôi 66

3.4.2 Đánh giá hàm lượng đạm, phốt pho tổng số trong chất thải chăn nuôi 68

3.4.2.1 Đánh giá hàm lượng đạm tổng số (N tổng số) trong chất thải chăn nuôi 68

3.4.2.2 Đánh giá hàm lượng phốtpho tổng số (P tổng số) trong chất thải chuồng nuôi 70

3.4.3 Đánh giá hàm lượng vi sinh vật trong chất thải chăn nuôi 71

3.5 Hiệu quả kinh tế của việc sử dụng chế phẩm trong chăn nuôi lợn 75

3.5.1 Hiệu quả về sản lượng và chi phí trong chăn nuôi 75

3.5.2 Nhận xét của người dân về hiệu quả xử lý chất thải chăn nuôi lợn bằng chế phẩm sinh học 77

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 79

4.1 Kết luận 79

4.2 Kiến nghị 80

TÀI LIỆU THAM KHẢO 81

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BNN & PTNT : Bộ nông nghiệp và Phát triển nông thôn

BTN & MT : Bộ tài nguyên và môi trường

BVMT : Bảo vệ môi trường

DTM : Đánh giá tác động môi trường

FAO : Food and Agriculture Organization of the United

Nations Tổ chức nông lương thế giới

HSTP : Hệ số thải phân

MTCN : Môi trường chăn nuôi

QCVN : Quy chuẩn Việt Nam

TCCP : Tiêu chuẩn cho phép

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Hiện trạng chất thải rắn của chăn nuụi năm 2008 5

Bảng 1.2: Lượng phõn vật nuụi thải ra mỗi ngày dựa theo thể trọng 6

Bảng 1.3: Lượng nước tiểu gia sỳc thải ra trung bỡnh 1 ngày 6

Bảng 1.4: Kờt quả phõn tớch một số chỉ tiờu hoỏ học nguồn nước 13

Bảng 1.5: Một số loại thuỷ sinh vật tiờu biểu trong xử lý ụ nhiễm 16

Bảng 1.6: Tổng đàn gia sỳc, gia cầm Huyện Phổ Yờn năm 2012 19

Bảng 1.7: Kết quả cụng tỏc tiờm phũng dịch bệnh 20

Bảng 1.8: Kết quả thực hiện cụng tỏc 6 thỏng đầu năm 2013, ngành chăn nuụi huyện Phổ Yờn, Thỏi Nguyờn 20

Bảng 1.9: Ảnh hưởng có hại của các hàm lượng H2S được biểu thị như sau 23

Bảng 1.10: Tính chất của một số khí thải độc hại trong chuồng nuôI 24

Bảng 1.11: Ảnh hưởng của chế phẩm EM đến nồng độ một số loại khớ thải tại chuồng nuụi gà 33

Bảng 3.1: Tăng trưởng kinh tế huyện Phổ Yờn thời kỳ 2006 – 2010 44

Bảng 3.2: Chuyển dịch cơ cấu kinh tế thời kỳ 2001 - 2010 45

Bảng 3.3: Giỏ trị sản xuất ngành nụng nghiệp thời kỳ 2007-2011 45

Bảng 3.4: Số lượng gia sỳc, gia cầm Phổ Yờn 2008 - 2011 46

Bảng 3.5: Giỏ trị sản xuất cụng nghiệp giai đoạn 2007 – 2011 46

Bảng 3.6: Thực trạng dõn số - lao động - cơ cấu lao động Huyện Phổ Yờn 48

Bảng 3.7: Danh sỏch cỏc trang trại chăn nuụi trờn địa bàn Huyện Phổ Yờn 49

Bảng 3.8: Danh sỏch cỏc trại lợn trong Huyện 51

Bảng 3.9: Đỏnh giỏ chung của người dõn về ảnh hưởng của chất thải chăn nuụi lợn đến mụi trường sống xung quanh 53

Bảng 3.10: Đỏnh giỏ cảm quan của người dõn về ảnh hưởng của chăn nuụi gia sỳc tới một số bệnh thường gặp trong gia đỡnh 55

Bảng 3.11: Tỡnh hỡnh xử lý phõn lợn tại một số nụng hộ trong huyện Phổ Yờn 57

Bảng 3.12: Tỡnh hỡnh sử dụng và xử lý nước thải chăn nuụi lợn 59

Bảng 3.13: Đỏnh giỏ cảm quan của người dõn về điều kiện vệ sinh chuồng trại trong khu vực 61

Bảng 3.14: Bảng thống kê khối lượng lợn ở các lô thí nghiệm

qua các tuần tuổi 63

Bảng 3.15: Bảng thống kê tỷ lệ lợn mắc bệnh tiêu chảy ở các ô thí nghiệm 65

Bảng 3.16: Kết quả xác định hàm lượng khí thải NH3 và H2S trong chuồng nuôi 67

Bảng 3.17: Hàm lượng đạm tổng số trong phân lợn tại khu vực chuồng nuôi 68

Bảng 3.18: Hàm lượng P tổng số trong phân lợn tại khu vực chuồng nuôi 70

Bảng 3.19: Số lượng Ecoli có trong phân sau các tuần xử lý 72

Bảng 3.20: Số lượng Salmonella có trong phân sau các tuần xử lý 73

Bảng 3.21: Sơ bộ tính toán chi phí cho đàn lợn thí nghiệm 75

Bảng 3.22: Nhận xét của người dân về môi trường xung quanh các hộ được xử lý bằng chế phẩm EM 77

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Mô hình quản lý chất thải rắn chăn nuôi trên thế giới 10

Hình 1.2: Sơ đồ cấu tạo bể UASB 12

Hình 1.3: Sơ đồ chức năng của các vi sinh vật trong chế phẩm EM 26

Hình 3.1: Diễn biến một số yếu tố khí hậu huyện Phổ Yên 43

Hình 3.2: Biểu đồ so sánh cơ cấu các trại chăn nuôi trên địa bàn huyện Phổ Yên 50

Hình 3.3: Biểu đồ so sánh số lượng lợn trên các xã trong huyện Phổ Yên 52

Hình 3.4: Biểu đồ thể hiện mức độ ảnh hưởng của chất thải chăn nuôi lợn đến môi trường sống xung quanh 54

Hình 3.5: Mức độ ảnh hưởng của chăn nuôi gia súc kém vệ sinh tới một số bệnh thông thường trong gia đình 57

Hình 3.6: Tình hình xử lý phân lợn tại một số nông hộ trong huyện Phổ Yên 58

Hình 3.7: Tình hình sử dụng và xử lý nước thải chăn nuôi lợn 60

Hình 3.8: Biểu đồ thể hiện điều kiện vệ sinh chuồng trại thông qua đánh giá của người dân trong khu vực 62

Hình 3.9: Biểu đồ so sánh tổng khối lượng lợn ở các lô thí nghiệm qua 17 tuần thí nghiệm 64

Hình 3.10: Biểu đồ thể hiện số lần và tỷ lệ lợn mắc bệnh tiêu chảy ở các lô thi nghiệm 66

Hình 3.11: Kết quả xác định hàm lượng khí thải NH3 và H2S trong chuồng nuôi 67

Hình 3.12: Diễn biến hàm lượng đạm tổng số trong phân lợn qua các tuần tuổi tại khu vực chuồng nuôi 69

Hình 3.13: Diễn biến hàm lượng photpho tổng số trong phân lợn qua các

tuần tuổi tại khu vực chuồng nuôi 70 Hình 3.14: Biểu đồ thể hiện số lượng vi khuẩn E.coli có trong phân lợn

sau các tuần xử lý 73 Hình 3.15: Biểu đồ thể hiện số lượng vi khuẩn Salmonella có trong phân

lợn sau các tuần xử lý 74 Hình 3.16: Biểu đồ so sánh chi phí cho đàn lợn thí nghiệm 76

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của nền kinh tế đất nước thì nhu cầu của người tiêu dùng đối với các sản phẩm chăn nuôi ngày càng đòi hỏi, yêu cầu cao hơn Đi đôi với việc phát triển chăn nuôi, một vấn đề cần quan tâm giải quyết đó là bảo vệ môi trường, giảm thiểu những chất thải và chất độc do chăn nuôi gây ra đang ngày càng trở thành mối quan tâm chung của toàn xã hội [13]

Cùng với nhịp độ phát triển chung của cả nước, ngành chăn nuôi ở tỉnh Thái Nguyên đang ngày càng phát triển mạnh cả về số lượng lẫn quy

mô Tuy nhiên, việc chăn nuôi nhỏ lẻ trong nông hộ thiếu quy hoạch cũng

là một trong những nguyên nhân gây ra ô nhiễm môi trường ngày càng trầm trọng Mặc dù một số hộ chăn nuôi quy mô lớn đã tích cực vệ sinh chuồng trại nhằm hạn chế những ảnh hưởng tới môi trường xung quanh nhưng tình trạng ô nhiễm môi trường đặc biệt là môi trường không khí, các chất khí độc hại như khí NH3, khí H2S được sinh ra trong quá trình chăn nuôi đã đe dọa trực tiếp đến sức khỏe con người đồng thời còn tạo ra mùi hôi rất khó chịu Ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi gây nên chủ yếu là

từ các nguồn chất thải rắn, chất thải lỏng, bụi, tiếng ồn, xác gia súc, gia cầm chết, thiêu hủy không đúng kỹ thuật Vấn đề nêu trên đang trở thành một vấn đề nan giải cần có sự quan tâm đồng bộ của các cấp, các ngành, các địa phương

Bên cạnh đó, các chất thải từ trong quá trình chăn nuôi cũng là một trong những nguyên nhân gây ngộ độc thực phẩm cho người tiêu dùng Do vậy, công tác vệ sinh môi trường trong chăn nuôi là rất quan trọng Làm tốt công tác vệ sinh môi trường sẽ góp phần bảo vệ môi trường sinh thái, bảo

vệ sức khoẻ cho con người, tạo ra nguồn thực phẩm sạch đồng thời tạo thuận lợi cho đầu ra của các sản phẩm chăn nuôi

Đã có rất nhiều nghiên cứu nhằm tìm kiếm một giải pháp tốt nhất để khắc phục tình trạng ô nhiễm môi trường chăn nuôi Tuy nhiên, dùng một

số biện pháp cổ điển như sử dụng các chất sát trùng thông thường là Formol, Crezin Đã gây ảnh hưởng đến sức khoẻ của gia súc, gia cầm, thậm chí còn gây độc cho chúng Do vậy, việc sử dụng một số chế phẩm sinh học

để tạo ra các sản phẩm sạch là một điều cần thiết và đáng được quan tâm

Ở Việt Nam hiện nay, chế phẩm EM (Effective – Microorganism) - một chế phẩm sinh học do giáo sư Teruo Higa của Nhật Bản phát minh ra

đã được đưa vào trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau đặc biệt là lĩnh vực chăn nuôi và đã có những kết quả rất khả quan Với mục đích ứng dụng chế phẩm EM trong việc cải thiện môi trường và xử lý chất thải chăn nuôi, cụ

thể là chăn nuôi lợn chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Ứng dụng chế phẩm EM (Effective – Microorganism) trong xử lý chất thải chăn nuôi lợn tại huyện Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên”

2 Mục tiêu của đề tài

+ Mục tiêu tổng quát: Đánh giá hiện trạng vệ sinh môi trường trong

chăn nuôi lợn tại Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên

+ Mục tiêu chi tiết: Nghiên cứu hiệu quả của các công thức chế phẩm vi sinh vật hữu hiệu (EM thứ cấp) trong xử lý môi trường chăn nuôi lợn tại Phổ Yên, tỉnhThái Nguyên

3 Yêu cầu của đề tài

+ Đánh giá được tình trạng ô nhiễm do chăn nuôi lợn gây ra trên địa bàn huyện Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên

+ Kết quả cân, đo và phân tích các thông số phải minh bạch chính xác đúng với quy chuẩn hiện hành

+ Những kiến nghị đưa ra phải mang tính khả thi với điều kiện của địa phương

4 Ý nghĩa của đề tài

4.1 Ý nghĩa trong nghiên cứu khoa học

Kết quả của đề tài sẽ là nền móng cho các nghiên cứu tiếp theo về ứng dụng của chế phẩm sinh học trong xử lý các vấn đề về môi trường chăn nuôi nông nghiệp

4.2 Ý nghĩa trong thực tiễn

- Đây là biện pháp xử lý ô nhiễm thân thiện với môi trường, giá

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1.1 Cơ sở khoa học của đề tài

1.1.1 Cơ sở lý luận

1.1.1.1 Chất thải chăn nuôi

Ngày nay, vấn đề ô nhiễm môi trường ngày càng được quan tâm nhiều trong ngành nông nghiệp nhất là trong chăn nuôi Chất thải trong chăn nuôi là nguồn gây ô nhiễm nhiều nhất đối với môi trường sống của con người và vật nuôi Chất thải chăn nuôi có thành phần phức tạp, giàu hữu cơ là nguồn ô nhiễm tiềm tàng Trong quá trình lưu trữ hàng trăm chất được tạo thành do quá trình phân huỷ vi sinh vật tạo nên các chất ô nhiễm không khí, đất và nguồn nước Đây là môi trường thuận lợi cho vi sinh vật gây bệnh, truyền bệnh cho người và vật nuôi [17]

Ở nước ta hiện nay, mỗi năm ngành chăn nuôi thải ra trên 73 triệu tấn chất thải rắn bao gồm phân khô, thức ăn thừa và 20 - 30 triệu khối chất thải lỏng (phân lỏng, nước tiểu, chất rửa chuồng trại) Trong đó, khoảng 50% lượng chất thải rắn (36,5 triệu tấn), 80% chất thải lỏng (20 - 24 triệu tấn) xả thẳng ra tự nhiên hoặc sử dụng không qua xử lý Một phần không nhỏ trong số đó là chất thải chăn nuôi gia súc, gia cầm Đây là những tác nhân gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng [7]

Theo Đào Lệ Hằng, (2009) [10] tính đến hết năm 2008 riêng lượng chất thải rắn của chăn nuôi đã lớn hơn 80 triệu tấn/năm

Bảng 1.1: Hiện trạng chất thải rắn của chăn nuôi năm 2008

nuôi

Năm 2008 (tr.con)

CTR (kg/con/ngày)

Tổng CTR/năm tr.tấn)

(Nguồn: Theo Đào Lệ Hằng, 2009) [10]

1.1.1.2 Nguồn gốc phát sinh chất thải chăn nuôi

Trong quá trình chăn nuôi, chất thải chăn nuôi phát sinh bao gồm

- Chất thải do bản than vật nuôi: Phân, nước tiểu, lông, vẩy, da,…

- Nước: từ quá trinh tắm rửa gia súc, vệ sinh chuồng trại, vệ sinh vật dụng chăn nuôi,…

- Thức ăn thừa, thức ăn rơi vãi, vật dụng chăn nuôi, vật phẩm thú y,

vỏ bao đựng thức ăn,…

- Xác vật nuôi chết

- Khí thải từ chuồng nuôi: từ hố chứa phân, nước thải, nơi chế biến thức ăn cho gia súc

- Tiếng ồn phát sinh chủ yếu từ chuồng nuôi gia súc [17]

1.1.1.3 Đặc tính của chất thải chăn nuôi

Chất thải chăn nuôi đặc trưng nhất là phân Phân gồm các thành phần

là những dưỡng chất không tiêu hóa được hoặc những dưỡng chất thoát khỏi sự tiêu hóa vi sinh hay men tiêu hóa (chất xơ, protein không tiêu hóa được, axit amin thoát khỏi sự hấp thu…) Các khoáng chất dư thừa mà cơ

thể không sử dụng được như P2O5, K2O, CaO, MgO… phần lớn xuất hiện trong phân Ngoài ra, còn có các chất cặn bã của dịch tiêu hóa, các mô tróc

ra từ niêm mạc của ống tiêu hóa và chất nhờn theo phân ra ngoài, các vi sinh vật bị nhiễm trong thức ăn hay trong ruột bị tống ra ngoài… Lượng phân mà vật nuôi thải ra phụ thuộc vào loại vật nuôi, thay đổi theo lượng thức ăn và thể trọng cơ thể [5]

Bảng 1.2: Lượng phân vật nuôi thải ra mỗi ngày dựa theo thể trọng

(Nguồn: Nguyễn Quế Côi, 2006)[5]

Bảng 1.1 cho thấy lượng phân thải ra mỗi ngày chiếm tỷ lệ cao nhất là ở bò sữa 7,00 - 8,00% thể trọng; tiếp đến là bò thịt, lợn, gà theo thứ tự lần lượt là: 5,00 - 8,00%; 6,00 - 7,00%; 5,00% thể trọng Như vậy, trọng lượng vật nuôi càng lớn thì lượng chất thải thải ra ngoài môi trường càng nhiều

Nước tiểu của gia súc là một loại phân bón giàu đạm và kali, còn hàm lượng lân thì ít hơn Lượng nước tiểu gia súc thải ra trung bình một ngày được ước tính như sau

Bảng 1.3: Lượng nước tiểu gia súc thải ra trung bình 1 ngày

Bảng 1.2 cho thấy lượng nước tiểu thải ra mỗi ngày chiếm tỷ lệ cao nhất là ở trâu 8,00 - 12,00 lít/ngày; tiếp đến là bò, ngựa, lợn, dê, theo thứ tự lần lượt là: 6,00 - 10,00 lít/ngày; 4,00 - 6,00 lít/ngày; 2,00 - 4,00 lít/ngày; 0,6 - 1,00 lít/ngày Nếu lợn được nuôi với quy mô lớn thì lượng nước tiểu tạo ra là rất lớn đây là mối lo ngại cho các trang trại và đặt ra thách thức lớn trong công tác xử lý và bảo vệ môi trường

* Thành phần của phân lợn

Nước chiếm tỷ lệ 56 – 83%, các chất hữu cơ từ 4 - 23,2%, nitơ 0,32 – 1,6%, photphat 0,25 – 1,4%, kali 0,15 – 0,95%, canxi 0,09 – 0,34% Nói chung phân lợn được xếp vào loại lỏng, hơi lỏng Trong phân lợn còn chứa nhiều loại vi khuẩn, vi trùng, vi rút và trứng kí sinh trùng Trong đó có vi trùng thuộc họ Enterobacteria chiếm đa số với các điển hình như: Escherichia, Salmonella, Shigilla, Klebsiella,… Nhiều loại vi rút gây bệnh được đào thải qua phân và sống sót từ 5 – 15 ngày trong phân và đất [17] Theo nghiên cứu của tác giả (A Kigirov, 1982; G Rheiheinmer, 1985 cùng cộng sự) trong phân lợn vi trùng gây bênh đóng dấu Erysipelothris insidiosa có thể tồn tại 92 ngày, Brucella 74 - 108 ngày, Samonella 6 - 7 tháng… Trứng giun sán có thể phát triển đến giai đoạn gây nhiễm sao 6 - 8 ngày và tồn tại 5 – 6 tháng [8]

1.1.2 Cơ sở pháp lý

- Luật bảo vệ môi trường đã được Quốc hội nước Cộng hoà Xã hội Chủ nghĩa Việt Nam khoá XI, kỳ họp thứ 8 thông qua ngày 29 tháng 11 năm 2005

- Nghị định 21//2008/NĐ - CP của Chính phủ về việc quy định chi tiết

và huớng dẫn thi hành một số điều của luật bảo vệ môi trường

- Thông tư số 07/2007/ TT - BTN & MT ngày 03/07/2007 của Bộ Tài nguyên và Môi trường về hướng dẫn phân loại và quyết định danh mục cơ

sở gây ô nhiễm môi trường cần xử lý

- Thông tư 71/2011/TT - BNN & PTNT ngày 25 tháng 10 năm 2011 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn ban hành quy chuẩn kỹ thuật quốc gia lĩnh vực thú y

+ Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia: cơ sở chăn nuôi gia súc, gia cầm - quy trình kiểm tra, đánh giá điều kiện vệ sinh thú y

1.1.3.1 Tình hình chăn nuôi và xử lý chất thải chăn nuôi trên thế giới

Để đáp ứng nhu cầu thực phẩm của con người, ngành chăn nuôi trên thế giới đã phát triển rất nhanh và đạt được nhiều thành tựu to lớn Trên thế giới, chăn nuôi hiện chiếm khoảng 70% đất nông nghiệp và 30% tổng diện tích đất tự nhiên (không kể diện tích bị băng bao phủ) Chăn nuôi đóng góp khoảng 40% tổng GDP nông nghiệp toàn cầu Tuy nhiên, bên cạnh việc sản xuất và cung cấp một số lượng lớn sản phẩm quan trọng cho nhu cầu của con người, ngành chăn nuôi cũng đã gây nên nhiều hiện tượng tiêu cực về

môi trường Ngoài chất thải rắn và chất thải lỏng, chăn nuôi hiện đóng góp khoảng 18% hiệu ứng nóng lên của trái đất (global warming) do thải ra các khí gây hiệu ứng nhà kính: khí CO2 chiếm 9%, khí mêtan (CH4) 37% và oxit nitơ (N2O) là 65% Trong khi đó ngành giao thông chỉ chiếm 13,5% Chăn nuôi sinh ra 65% tổng lượng NO, 37% tổng lượng CH4 và 64% tổng lượng CH3 do hoạt đông của con người tạo nên Những loại khí này sẽ còn tiếp tục tăng lên nhanh chóng trong thời gian tới [29]

Theo dự báo của FAO, (2011) về nhu cầu sử dụng các sản phẩm chăn nuôi của thế giới dự kiến sẽ còn tiếp tục tăng gấp đôi trong nửa đầu của thế

kỷ này Nhưng cũng đồng thời trong thời gian trên con người sẽ phải chứng kiến nhiều sự biến đổi môi trường và khí hậu theo chiều hướng không mong đợi, môi trường sống ngày càng bị đe dọa bởi chính các hoạt động chăn nuôi Do vậy, việc hướng tới một ngành chăn nuôi chất lượng cao không chỉ giúp đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của con người về các sản phẩm có nguồn gốc động vật mà đồng thời phải chịu trách nhiệm với chính con người

về mặt môi trường và xã hội khi sản xuất ra những sản phẩm đó [1]

Theo số liệu thống kê của FAO năm 2011 về số lượng đàn bò nhiều nhất là Brazin 204,5 triệu con, thứ hai là Ấn Độ 172,4 triệu con, thứ ba

là Hoa Kỳ 94,5 triệu con, thứ tư là Trung Quốc 92,1 triệu con, thứ năm Ethiopia và thứ sáu Argentina trên 50 triệu con bò [29]

Ấn Độ là một quốc gia đứng đầu về chăn nuôi trâu, hiện nay số lượng trâu của Ấn Độ có khoảng 106,6 triệu con (chiếm trên 58% tổng số trâu của thế giới), thứ hai là Pakistan 29,9 triệu con, thứ ba là Trung Quốc 23,7 triệu con, thứ tư là Nepan 4,6 triệu con, thứ năm Egypt 3,5 triệu con, thứ sáu Philippine 3,3 triệu con và Việt Nam đứng thứ 7 thế giới đạt 2,8 triệu con trâu [29]

Các cường quốc về chăn nuôi lợn: thứ nhất là Trung Quốc 451,1 triệu con, thứ hai là Hoa Kỳ 67,1 triệu, thứ ba Brazin 37,0 triệu, Việt

Nam đứng thứ 4 có 27,6 triệu con và đứng thứ năm là Đức 26,8 triệu con lợn [29]

Bên cạnh số lượng vật nuôi lớn, mỗi năm môi trường thế giới phải hứng chịu một khối lượng rất lớn chất thải từ các hoạt động chăn nuôi Việc xử lý chất thải chăn nuôi nói chung và chất thải chăn nuôi lợn nói riêng cũng đã được nghiên cứu triển khai ở các nước phát triển từ cách đây vài chục năm Các nghiên cứu của các tổ chức và các tác giả như: Teruo Higa, (2002); Burton, C H and Turner, (2003); Dr Arux Chaiyakul, (2007); Sebastiaf Puig Broch, (2008); Các công nghệ áp dụng cho xử lý nước thải chăn nuôi trên thế giới chủ yếu là các phương pháp sinh học [10]

Hình 1.1: Mô hình quản lý chất thải rắn chăn nuôi trên thế giới

Cơ sở chăn nuôi quy mô nhỏ lẻ

Nuôi thả, chuồng hở

Hệ thống nuôi trên sàn

Kho chứa chất thải rắn

ủ phân compost

Bể chứa, hồ chứa nước thải, hệ thống xử lý yếm khí, bể biogas dung tích lớn

Kênh mương tiếp nhận nước thải

Land

Trang trại lớn quy mô công nghiệp

Dòng nước thải Dòng chất thải rắn

Ruộng, cánh

đồng

(Nguồn: Trịnh Xuân Lai, 2000) [12]

Như vậy, chất thải chăn nuôi ở các nước tiên tiến trên thế giới được quản lý rất chặt chẽ, nước thải được đổ vào bể chứa xử lý yếm khí hoặc đổ vào bể biogas để làm gas, toàn bộ chất thải rắn được đem ủ làm phân vi sinh trước khi bón cho cây trồng

Nghiên cứu của (Bell et al, 2008) ở New Zealand cho thấy có thể giảm

lượng khí methan sinh ra trong quá trình chăn nuôi bằng cách thay đổi khẩu phần ăn, thay thế thức ăn thô bằng thức ăn tinh Giảm thiểu methan bằng cách sử dụng một số vi sinh vật, vi khuẩn có lợi thông qua đường tiêu hoá của gia súc [6]

Tại Hà Lan, nước thải chăn nuôi được xử lý bằng công nghệ SBR (Sequencing batch reactor) qua 2 giai đoạn: giai đoạn hiếu khí chuyển hóa thành phần hữu cơ thành CO2, nhiệt năng và nước, amoni được nitrat hóa thành nitrit và khí nitơ; giai đoạn kỵ khí xảy ra quá trình đề nitrat thành khí nitơ Phốtphat được loại bỏ từ pha lỏng bằng định lượng vôi vào bể sục khí [30] 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 hỗ hợp khí sinh học và khí tự nhiên [2]

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 CH4, CO2 sinh ra trong quá trình phân hủy kỵ khí 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 [28]

Hình 1.2: Sơ đồ cấu tạo bể UASB [12]

1.1.3.2 Tình hình nghiên cứu và xử lý chất thải chăn nuôi tại Việt Nam

Tính đến 01/04/2009, Việt Nam có tổng số dân là 85.789.773 người,

là một trong 10 quốc gia có mật độ dân số cao nhất thế giới (khoảng 260 người/km2) Nhu cầu thực phẩm trong điều kiện dân số tăng và đời sống ngày càng được nâng cao đã và đang đặt ra cho các nhà quản lý nông nghiệp phải nhanh chóng hiện đại hoá nông nghiệp, phát triển chăn nuôi theo hướng tập trung, nâng cao quy mô là su thế tất yếu nhằm nâng cao năng xuất và chất lượng thịt, trứng, sữa cung cấp cho nhân dân và cho xuất khẩu [8]

進流水分配器

出流水 甲烷氣

Tầng bùn lơ lửng

Nước thải sau

bể UASB Khí Biogas

Máng thu nước quanh

bể

Tầng pha nước, pha khí

Vách ngăn tách khí

Theo tác giả Đặng Văn Minh, 2011 cho biết không khí trong chuồng nuôi chứa khoảng 100 loại hợp chất khí độc hại như NH3, H2S, CO2, tổng

số vi khuẩn cao gấp 30 - 40 lần so với không khí bên ngoài Nếu hít nhiều và thường xuyên có thể gây ngộ độc cấp tính hoặc mãn tính Ở nồng độ cao có thể gây nôn mửa, ngạt thở, ngất xỉu hoặc tử vong cho người và vật nuôi [14]

Kết quả khảo sát của nhóm nghiên Đại học Nông lâm Thái Nguyên, cho thấy có trên 80% cơ sở chăn nuôi ở một số tỉnh miền núi phía Bắc như Lào Cai, Tuyên Quang… xây dựng chuồng nuôi ngay trong khu dân cư xen lẫn với nơi ở của người, chuồng nuôi đa số là tạm bợ hoặc bán kiên cố

“Chỉ cần một gia đình nuôi vài con lợn, không vệ sinh chuồng trại, xử lý phân nước thải không hợp lý thì tất cả các hộ sống xung quanh phải gánh chịu hậu quả từ nguồn nước đến không khí hôi thối đó, ruồi bọ phát triển mạnh, tăng nguy cơ lây lan bệnh dịch” [14]

Theo nghiên cứu của nhóm tác giả: Vũ Đình Tôn, 2008 thì chất lượng nước phục vụ cho chăn nuôi chưa được quan tâm đúng mức Tại các tỉnh Hải Dương, Bắc Ninh, Hưng Yên, nước dùng cho chăn nuôi là nước giếng khoan, được khoan gần với khu chăn nuôi và đều chưa được qua xử lý khi sử dụng Hàm lượng các chất độc hại có trong nước giếng khoan đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép cụ thể là:

Bảng 1.4: Kêt quả phân tích một số chỉ tiêu hoá học nguồn nước

pH 6.11 – 7.3 5.96 – 7.89 4.2 – 7.13 6.5 – 8 DO(mg/l) 3.84 – 9.14 4.25 – 8.13 1.80 – 8.75 > 6 COD(mg/l) 1.8 – 10.55 1.32 – 2.11 3.28 – 9.69 2 – 4 Khí CO2(mg/l) 2.86 – 36.56 3.25 – 9.47 1.27 – 70.18 0 – 30

NO3

-(mg/l) 0.10 – 0.53 0.05 – 0.20 0.31 – 1.66 < 3

Cl-(mg/l) 303 – 710 41.33 – 66.01 64 – 906.6 <250 Tổng sắt(mg/l) 0 – 1.52 0.13 – 1.6 0 – 23.03 < 0.6

Chỉ tiêu vệ sinh cho phép (theo TCVN 505 - Bộ Y tế 2002) [21]

Nước sạch giúp vật nuôi tránh được sự lây nhiễm các chất độc hại và các dịch bệnh từ môi trường, giảm tỷ lệ mắc bệnh, tăng năng xuất và chất lượng sản phẩm, gián tiếp bảo vệ môi trường trong chăn nuôi [21]

Nguồn gây ô nhiễm môi trường từ các cơ sở chăn nuôi bao gồm chất thải rắn như lông, phân gia súc, rác, thức ăn thừa, xác gia súc, gia cầm tiêu hủy không đúng kỹ thuật và chất thải lỏng như: nước tiểu, nước rửa chuồng, nước tắm gia súc Những loại chất thải này, ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe con người, làm giảm sức đề kháng vật nuôi, tăng tỷ lệ mắc bệnh, năng suất chăn nuôi giảm, hiệu quả kinh tế không cao [2]

Theo tác giả Lưu Anh Đoàn, (2006) cho rằng: phần lớn người trồng rau hiện nay đều sử dụng phân chuồng trong chăm bón, trong khi các vật nuôi này được nuôi bằng những loại thức ăn tổng hợp Thức ăn dạng này chứa rất nhiều khoáng đa lượng, vi lượng Hàm lượng kim loại nặng trong phân của vật nuôi

sẽ xâm nhập vào đất trồng, rau và tồn lưu trong các nông sản Đặc biệt là đối với các loại rau ăn lá như cải ngọt, cải xanh, bắp cải, xà lách… Người ăn phải thì hậu quả thật khó lường [7]

GS.TS Nguyễn Quang Thạch, 2010 cho biết: sử dụng hầm Biogas để

xử lý chất thải chăn nuôi không những cải thiện rất đáng kể ô nhiễm môi trường mà còn cung cấp một nguồn năng lượng sạch và quan trọng, phục

vụ việc đun nấu, thắp sáng Tuy nhiên, đối với các hộ chăn nuôi nhỏ, không phải bất kỳ hộ nào cũng có điều kiện để xử lý an toàn bằng phương pháp Biogas, nhất là ở các vùng mà kinh tế còn nhiều khó khăn [22]

Ước tính lượng chất thải rắn mà các vật nuôi trưởng thành mỗi ngày có thể thải ra: bò 10kg/con, trâu 15kg/con, lợn 2kg/con, gia cầm 0,2kg/con, hơn nữa cứ một tấn phân chuồng tươi không qua xử lý sẽ phát thải vào không khí 0,24 tấn CO2 [4]

Vì vậy, nghiên cứu việc xử lý ô nhiễm trong chăn nuôi bằng các biện pháp sinh học là hướng đi đúng, phù hợp hơn với điều kiện chăn nuôi nhỏ

lẻ ở nông thôn Một số giải pháp xử lý chất thải chăn nuôi hiện nay:

1 Giải pháp xây dựng hầm Biogas

Nhiều giải pháp kỹ thuật xử lý nước thải trong chăn nuôi đã được phổ biến và áp dụng hiệu quả trong những năm gần đây, trong đó thiết thực nhất là xây dựng hầm khí Biogas

Với trên 500.000 công trình KSH hiện có trên cả nước (336.000 công trình KSH thay thế than đun nấu vùng đồng bằng và 224.000 công trình KSH thay thế củi đun nấu vùng miền núi), sản xuất ra khoảng 450 triệu m3 khí gas/năm Tiềm năng giảm nhẹ phát thải khí nhà kính của phương án này khoảng 22,6 triệu tấn CO2, chi phí giảm đối với vùng đồng bằng là 4,1 USD/tấn CO2, đối với miền núi 9,7 USD/tấn CO2, mang lại giá trị kinh tế khoảng 1.200 tỷ đồng về chất đốt Tầm quan trọng của việc tận dụng nguồn năng lượng tái tạo này, không chỉ nhằm chống việc nóng lên toàn cầu, mà còn giúp Việt Nam đi theo hướng phát triển nền kinh tế có hàm lượng carbon thấp Mặc dù vậy, phát triển khí sinh học tại Việt Nam còn gặp một số khó khăn vì mức đầu tư cao so với khả năng tài chính của người nông dân, hỗ trợ của nhà nước thấp còn phụ thuộc nhiều vào quy mô

và tính ổn định của ngành chăn nuôi [15]

2 Xử lý bằng sử dụng thực vật thủy sinh

Trong xử lý nước thải (XLNT), thực vật thủy sinh (TVTS) có vai trò rất quan trọng TVTS tham gia loại bỏ các chất bẩn hữu cơ, chất rắn lơ lửng, nitơ, phốtpho, kim loại nặng và VSV gây bệnh

Trong quá trình XLNT thì sự phối hợp chặt chẽ giữa TVTS và các sinh vật khác (động vật phù du, tảo, vi khuẩn, vi nấm, động vật nguyên sinh, nhuyễn thể, ấu trùng, côn trùng…) có ý nghĩa quan trọng Vi sinh vật tham gia trực tiếp vào quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ và tạo nguyên liệu dinh dưỡng (N,

P và các khoáng chất khác…) cho thực vật sử dụng Đây chính là cơ chế quan trọng để TVTS loại bỏ các hợp chất vô cơ N, P Những ưu điểm nổi bật: Xử lý được nhiều tác nhân gây ô nhiễm, thân thiện với môi trường, tốc độ tăng sinh khối nhanh (sinh khối của TVTS sau xử lý có thể sử dụng làm thức ăn chăn nuôi, sản xuất khí mêtan, phân bón…), giá thành xử lý thấp hơn so với các phương pháp sinh học khác [18]

Bảng 1.5: Một số loại thuỷ sinh vật tiêu biểu trong xử lý ô nhiễm

Thuỷ sinh vật

sống chìm

Hydrilla Hydrilla verticilata

Water milfoil Myriophyllum spicatum

Thuỷ sinh vật

sống trôi nổi

Lục bình Eichhornia crassipes

Bèo tai tượng Pistia stratiotes

(Nguồn: Vũ Thụy Quang, 2009) [18]

3 Xử lý chất thải chăn nuôi bằng phương pháp ủ

Một trong những phương pháp xử lý phân gia súc để bón ruộng và cât trồng là phương pháp ủ phân Phương pháp này vừa đơn giản vừa hiệu quả lại ít tốn kém Phân sau khi xử lý sẽ bị hoai mục bón cho cây sẽ nhanh tốt và dặc biệt là phân gần như không có mùi hôi thối Phương pháp này dựa trên quá trình phân huỷ các chất hữu cơ có trong phân dưới tác dụng của VSV có trong phân hoặc VSV bổ sung vào trong quá trình ủ Tính chất

và giá tri của phân bón phụ thuộc vào phương pháp ủ và kiểu ủ Xử lý chất thải chăn nuôi bằng phương pháp ủ nhằm cung cấp phân bón cho cây trồng, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, hạn chế sự lây lan một số bệnh hại nguy hiểm và bảo vệ môi trường [8]

Sử dụng công nghệ vi sinh trong chăn nuôi hiện nay đã và đang là một trong những hướng đi mới mẻ được nghiên cứu và phát triển ở nhiều nơi Với những hộ chăn nuôi tập trung, lượng phân sinh ra rất lớn vì thế để

xử lý phân hiệu quả nhanh đạt tiêu chuẩn phân bón và vệ sinh là rất cần thiết Việc sử dụng các chế phẩm sinh học như chế phẩm EM có tác dụng làm tăng khả năng xử lý phân, rút ngắn thời gian ủ, thỏa mãn các yêu cầu

về vệ sinh môi trường tái sử dụng chất thải chăn nuôi [3]

* Một số nghiên cứu về xử lý chất thải chăn nuôi tại Việt Nam

1 Đề tài “Phát triển nuôi giun quế (Perionyx excavatus) tạo nguồn

thức ăn giàu protein cho gia cầm và hạn chế ô nhiễm môi trường” của tác

giả Vũ Đình Tôn và cộng sự (2009) cho thấy:

Giun quế có khả năng xử lý rất hiệu quả các chất thải hữu cơ, nhất là phân gia súc và phụ phẩm nông nghiệp, tạo thành nguồn phân bón rất giàu dinh dưỡng với hàm lượng cao các khoáng chất thiết yếu và dễ hấp thu đối với cây trồng (P, K, Ca, Mg, NH4

+

…) Hơn nữa, xử lý chất thải bằng giun quế còn giúp hạn chế ô nhiễm môi trường nhờ việc giảm đáng kể hàm lượng NH3 trong phân (giảm 9,17 lần ở công thức 50% phân trâu bò + 50% phân lợn, giảm 14,98 lần so với phân trâu bò tươi và 50,61 lần so với phân lợn tươi)

Giun quế sinh trưởng và phát triển tốt trên các loại chất thải khác nhau Trong đó, nuôi giun bằng phân trâu bò cho kết quả cao nhất về tăng sinh khối (713 gam sau 45 ngày, tương đương tốc độ sinh trưởng là

2,43%) Với đặc điểm sinh trưởng nhanh, chúng ta có thể nuôi giun với quy

mô thâm canh hay bán thâm canh để sản xuất nguồn thức ăn giàu dinh dưỡng cho chăn nuôi

Bổ sung giun quế vào khẩu phần ăn của gà giúp gà tăng trọng nhanh, giảm đáng kể lượng thức ăn tiêu tốn từ đó làm giảm chi phí trong chăn nuôi Đồng thời việc bổ sung giun quế đã làm tăng giá trị của gà và không làm thay đổi chất lượng cảm quan của thịt (màu sắc, pH, tỷ lệ mất nước sau bảo quản và chế biến) Mức bổ sung 2% giun cho kết quả tốt nhất làm tăng

tỷ lệ thân thịt, thịt lườn, thịt đùi cao hơn hẳn so với ở lô đối chứng [23]

2 Đề tài “Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải chăn nuôi bằng cây

rau dừa nước” của tác giả Vũ Thụy Quang - Trường Đại học Khoa học Tự

nhiên Thành phố Hồ Chí Minh” Kết quả đề tài cho thấy:

Rau dừa nước có khả năng sống và phát triển tốt trong môi trường nước thải Khả năng lọc nước thải của chúng rất mạnh qua sự thay đổi các chỉ tiêu lý - hoá học của nước thải, đặc biệt là ở nước thải không pha loãng

Cây gây ức chế sự phát triển của tảo và ổn định giá trị pH (kiềm nhẹ) phù hợp cho VSV phát triển; hấp thu các ion dinh dưỡng (NH4+, PO43-) trong nước hạn chế hiện tượng tảo nở hoa; cải thiện lượng oxy hoà tan trong nước, tạo điều kiện cho các quá trình phân giải chất hữu cơ thành các chất đơn giản; tạo giá bám cho VSV phát triển làm quá trình oxy hoá hiếu khí các chất hữu cơ diễn ra mạnh hơn

Rau dừa nước sống và phát triển tốt trong môi trường nước thải còn được đặc trưng bởi sự gia tăng mạnh các chỉ tiêu về sinh trưởng như: chiều dài thân, số lá và màu sắc của rau so với cây trồng trong nước sạch, lá có màu xanh thẫm và diện tích lá to hơn so với cây trồng trong nước sạch

Như vậy, từ những kết quả nghiên cứu trên đã chứng minh hiệu quả lọc nước thải rất tốt của cây rau dừa nước (H ≈ 80%) Cây rau dừa nước có

tác dụng lọc hấp thu các chất hữu cơ trong nước thải, không cần phải qua quy trình kỹ thuật hay máy móc phức tạp, đắt tiền [18]

1.1.3.3 Tình hình chăn nuôi và xử lý chất thải chăn nuôi tại Huyện Phổ Yên, Thái Nguyên

Năm 2012, do khó khăn chung về giá cả vật tư nông nghiệp và thức

ăn chăn nuôi tăng cao cùng với tình hình dịch bệnh có diễn biến phức tạp

đã ảnh hưởng trực tiêp và mạnh mẽ tới công tác chăn nuôi và phát triển chăn nuôi cũng như công tác thú y trên địa bàn Huyện

Bảng 1.6: Tổng đàn gia súc, gia cầm Huyện Phổ Yên năm 2012

(Nguồn: Phòng NN và PTNT huyện Phổ Yên) [19]

Tổng đàn gia súc không tăng do tình hình dịch bệnh có diễn biến phức tạp, giá bán sản phẩm gia súc, gia cầm giảm (giá bán các sản phẩm của lợn và gia cầm giảm từ 20 – 40% so với cùng kỳ) đã gây ảnh hưởng không nhỏ đến ngành chăn nuôi và tiêp theo là kinh tế của huyện Phổ Yên

* Những biện pháp phòng chống dịch bệnh

Phổ Yên là một trong hai Huyện thực hiện dụ án “Tăng cường công tác phòng chống dịch bệnh truyềm nhiễm nguy hiểm ở gia súc, gia cầm vùng trọng điểm thường xuyên xẩy ra dịch trên địa bàn 2 Huyện Phổ Yên, Phú Bình” Theo nghị quyết số: 2371/QĐ – UBND tỉnh Thái Nguyên ngày 21/09/2012, trên địa bàn Huyện được bổ xung thêm mỗi xã 03 thú y viên Thực hiện tốt công tác phòng, chống dịch bệnh ở gia súc, gia cầm mỗi năm

tổ chức 02 đợt tiêm phòng dịch bệnh cho đàn gia súc, gia cầm Thực hiện

quy trình và hướng dẫn của cơ quan thú y huyện, tất cả các ổ dịch bùng phát trên địa bàn đều được khoanh vùng xử lý, xác gia súc, gia cầm, kể cả gia súc gia cầm được phát hiện dương tính với mẫu dịch bệnh đều được tiêu huỷ, xử lý đúng quy trình hợp vệ sinh, an toàn với môi trường Yêu cầu chủ cơ sở chăn nuôi phải tiến hành vệ sinh tiêu độc chuồng trại, khu chăn nuôi, bãi chăn thả, đường lành ngõ xóm, hố chôn lấp gia súc, gia cầm [19]

Bảng 1.7: Kết quả công tác tiêm phòng dịch bệnh

(liều)

Hoàn thành (liều)

Phần trăm (%)

(Báo cáo đánh giá kết quả thực hiện phương án sản xuất nông nghiệp năm

2012, Phòng NN & PTNN huyện Phổ Yên) [19]

Theo báo cáo của Phòng Nông nghiệp huyện Phổ Yên về kết quả thực hiện công tác 6 tháng đầu năm ngành chăn nuôi, các chỉ tiêu đều hoàn thành trên 70% so với kế hoạch năm

Bảng 1.8: Kết quả thực hiện công tác 6 tháng đầu năm 2013, ngành

chăn nuôi huyện Phổ Yên, Thái Nguyên

(Báo cáo kết quả thực hiện công tác 6 tháng đầu năm 2013,

Phòng NN & PTNN huyện Phổ Yên) [20]

* Công tác quản lý và xử lý chất thải chăn nuôi

Cùng với phát triển kinh tế, việc quan tâm đảm bảo an sinh xã hội, đảm bảo về môi trường là nhiệm vụ hết sức quan trọng và luôn được huyện quan tâm chỉ đao thực hiện quyết liệt Về chăn nuôi, các trang trại đều được hướng dẫn trong công tác xử lý cũng như bảo vệ môi trường Các trang trại đều đã lập cam kết BVMT và lập báo cáo ĐTM, huyện yêu cầu các cơ sở chăn nuôi gia súc, gia cầm phải thực hiện đúng, đủ các quy định đã ghi trong cam kết BVMT và báo cáo ĐTM Thực hiện xử lý nghiêm các sơ sở chăn nuôi gây ô nhiễm môi trường, các trường hợp vận chuyển, buôn bán trái phép gia súc, gia cầm không qua kiểm dịch hoặc bị mắc bệnh [21]

Phòng TN & MT kết hợp với phòng Văn Hoá, ban Tuyên giáo phát động phong toàn dân tham gia công tác bảo vệ môi trường và vệ sinh chuồng trại chăn nuôi nhằm hưởng ứng chương trình mục tiêu quốc gia về xây dựng nông thôn mới Mở các lớp tập huấn và ứng dụng tiến bộ kỹ thuật trong công tác xử lý chất thải chăn nuôi như: Xây dụng và vận hành bể Biogas đúng cách; Kỹ thuật sử dụng bã thải Biogas; Vòng tròng chuối và hiệu quả kinh tế; Kỹ thuật ủ phân gia súc, gia cầm lam phân bón… [21]

+ Đối với không khí: Yêu cầu 100% các cơ sở chăn nuôi gia súc, gia cầm với quy mô công nghiệp lắp đặt hệ thống quạt thông gió, đảm bảo thông thoáng Tiến hành thu gom triệt để lượng phân phát sinh, cọ rửa chuồng trại đảm bảo sạch sẽ Thường xuyên phun thuốc khử trùng chuồng trại, khuyến khích sử dụng các thuốc khử trùng, khử mùi sinh học thân thiện với môi trường Trồng nhiều cây xanh quanh khu vực chuồng trại giúp điều hoà vi khí hậu, xây tường rào che chắn [21]

+ Đối với Nước thải: Hiện nay 100% các trang trại trên địa bàn huyện đã xây dựng hệ thống xử lý nước thải là bể Biogas, tuy nhiên một số

ớt trang trại nước thải sau khi qua bể Biogas được xử lý tại hồ sinh học, đai

bộ phận vẫn thải trực tiếp ra mụi trường đất hoặc sụng, suối,… [21]

+ Đối với phõn gia sỳc, gia cấm: Huyện chỉ đạo cỏc trang trại cũng như cỏc hộ gia đỡnh chăn nuụi trờn địa bàn cần thực hện cỏc biện phỏp xử

lý và ngăn ngừa tỏc động sấu tới sức khoẻ vật nuụi và con người như: xõy dựng hầm Biogas sản phẩm phõn sau đú cú thể được dựng trong trồng chọt

Ủ phõn kết hợp với tro bếp, vụi, phụ phẩm nụng nghiệp như rơm, cỏc chế phẩm VSV hữu hiệu… làm phõn bún cho cõy trồng [21]

Xử lý tỡnh trạng ụ nhiễm mụi trường trong chăn nuụi đang là một vấn đề được cỏc ban nghành chức năng quan tõm giải quyết, đi đụi với những giải phỏp mang tớnh bền vững lõu dài đũi hỏi phải cú những chớnh sỏch hỗ trợ hợp lý Thực tế cho thấy để người dõn tiếp cận được với cỏc phương thức xử lý chất thải chăn nuụi cũng như ỏp dụng được cỏc phương thức đú vào thực tiễn là cả một qỳa trỡnh phức tạp Để gúp phần giảm thiểu

ụ nhiễm mụi trường trong chăn nuụi, hướng tới phỏt triển nụng nghiệp bền vững Cỏc nghiờn cứu để xử lý chất thải chăn nuụi với giỏ thành thấp và dễ dàng ỏp dụng vào thực tiễn bằng cỏc chế phẩn VSV là một trong những ưu tiờn hàng đầu của Huyện

1.2 Một số chất khớ độc hại trong chuồng nuụi

1.2.1 Khí cacbonic (CO 2 )

Khí cacbonic là một thành phần của không khí chiếm khoảng 0,04%, tuy nhiên nguồn CO2 trong chuồng nuôi chủ yếu được sinh ra trong quá trình thở của gia súc, gia cầm và các quá trình phân huỷ của vi sinh vật Khí CO2 tuy không độc nhưng nếu với nồng độ cao thì sẽ ảnh hưởng rất xấu

0,03-đến quá trình trao đổi chất, trạng thái sinh lý, khả năng sinh trưởng và sức chống đỡ bệnh tật của gia súc Trong chuồng nuôi, lượng CO2 thường tăng gấp 10 lần so với không khí Đặc biệt trong các chuồng nuôi kém thông thoáng, mật độ cao thì lượng CO2 càng tăng lên rất nhiều, có thể quá với

tiêu chuẩn cho phép Việc xác định nồng độ CO2 tuy không có ý nghĩa tuyệt đối nhưng nó rất quan trọng vì nếu nồng độ CO2 cao chứng tỏ chuồng nuôi không thoáng khí, quản lý không tốt [10]

1.2.2 Khí Amoniac (NH 3 )

Khí Amoniac là một loại khí thải, cũng có mặt trong không khí nhưng với hàm lượng rất thấp, trong 1m3 chỉ có 1/100mg Trong chuồng nuôi, khí

NH3 được sinh ra do quá trình bài tiết phân, nước tiểu của gia súc, gia cầm

và quá trình phân giải các chất hữu cơ động, thực vật Đặc biệt trong chăn nuôi, do sự tiêu hoá thức ăn không triệt để, thức ăn chứa hàm lượng protein quá cao lượng thức ăn rơi vbi quá lớn trong quá trình tranh ăn của lợn đb làm cho phân và chất độn chuồng tích tụ một giá trị nhất định các chất hữu cơ chứa nitơ Sự tồn tích này chính là nguồn tạo ra NH3 Do đó, số lượng

NH3 trong chuồng nuôi nhiều hay ít là một trong những chỉ tiêu trực tiếp

đánh giá chất lượng môi trường vệ sinh chuồng trại [10]

1.2.3 Khí sunfuahydro (H 2 S)

Khí H2S là một khí rất độc hại, có tiềm tàng trong chuồng nuôi, được sinh ra do sự phân huỷ protein và các chất hữu cơ có chứa sunfu dưới tác dụng của vi sinh vật yếm khí Những khí động vật bài tiết ra từ ruột cũng có khí H2S Việc phát hiện nồng độ H2S có mặt trong chuồng nuôi là một việc làm quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm, tình trạng vệ sinh của cơ sở chăn nuôi [10]

Bảng 1.9: Ảnh hưởng có hại của các hàm lượng H 2 S được biểu thị như sau

Nồng độ H2S cao hay thấp phụ thuộc vào việc quét dọn chuồng trại có sạch sẽ, thường xuyên hay không, chuồng có khô ráo, thoáng khí hay không Do vậy, việc tạo ra môi trường đảm bảo vệ sinh đối với các cơ sở chăn nuôi, giảm thiểu khí H2S là một việc làm rất quan trọng Chỉ tiêu vệ sinh cho phép về hàm lượng khí H2S trong chuồng nuôi là 0,015mg/l [10]

1.2.4 Khí cacbon monoxit (CO)

Khí CO là khí không màu, không mùi vị Khí này gây độc cho con người và vật nuôi do có tính cạnh tranh với khí ôxy (O2) kết nối với sắt trong hồng cầu Aí lực liên kết này thường cao hơn 250 lần so với ôxy do vậy nó dễ dàng đẩy ôxy ra khỏi vị trí của nó Khí CO kết hợp với sắt của hồng cầu tạo thành carboxyhemoglobin làm cho ôxy không được đưa tới các mô bào, gây tình trạng thiếu ôxy trong hô hấp tế bào

HbO2 + CO → HbCO + O2 Khi ngộ độc oxit cacbon nhẹ (<0,1%) thường để lại di chứng hay quên, thiếu máu Khi ngộ độc nặng (Nồng độ CO > 2%) thì gây ngất, co giật, liệt tay chân và có thể dẫn đến tử vong trong vòng vài ba phút [10]

Bảng 1.10: Tính chất của một số khí thải độc hại trong chuồng nuôi

TT Loại khí Mùi và trọng lượng ảnh hưởng xấu và điều kiện

đặc trưng

1 Amoniac

(NH3)

Hắc, cay, nhẹ hơn không khí (0.77g/l)

Kích thích đường hô hấp, gây ngạt thở với nồng độ cao

2 Cacbonic

(CO2)

Không mùi vị, nặng hơn không khí (1,98g/l)

Gây nguy hại cho hô hấp, nhức đầu mệt mỏi

3 Hydrosufua

(H2S)

Mùi trứng thối, nặng hơn không khí (1,54g/l)

Kích thích mắt, mũi gây nhức

đầu, chóng mặt buồn nôn, mất nhận thức, chết

4 Oxit cacbon

CO)

Không mùi, nhẹ hơn không khí (0,72g/l)

Gây nhức đầu, ngạt thở

(Nguồn: Đỗ Ngọc Hoè,1995) [10]

1.3 Tổng quan về công nghệ vi sinh vật hữu hiệu EM

1.3.1 Giới thiệu về vi sinh vật hữu hiệu EM

Công nghệ EM (Effective microorganism) đã được bắt đầu nghiên

cứu bởi Giáo sư Tiến sĩ Teruo Higa vào những năm 1970 Ông đã phân lập, nuôi cấy trộn lẫn các vi sinh vật có ích được tìm thấy trong môi trường và được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, thực phẩm và môi trường… Hiện nay có trên 80 nước ứng dụng chế phẩm sinh học EM trong sản xuất nông nghiệp và xử lý môi trường Chế phẩm EM được chính thức đưa vào Việt Nam từ tháng 4 năm 1997 [22]

Chế phẩm EM được tạo ra không phải bằng kỹ thuật di truyền, EM rất an toàn, rẻ tiền, và ứng dụng có hiệu quả, cải thiện tốt môi trường Các

vi sinh vật tạo ra một môi trường sinh thái đồng nhất, sản sinh ra nhiều sản phẩm khác nhau cùng sinh trưởng, phát triển Mỗi loại vi sinh vật trong chế phẩm EM có chức năng năng họat động riêng của chúng Các vi sinh vật này đều là những vi sinh vật có lợi chung sống trong cùng một môi trường, chúng sống cộng sinh với nhau, cùng hỗ trợ nhau do vậy hiệu quả của hoạt động tổng hợp tăng lên rất nhiều Nguyên liệu dùng để sản xuất chế phẩm

là tận dụng các loại phế phẩm nông nghiệp như: bột ngô, bột cám, vỏ trấu, lõi ngô, vỏ điều, mùn cưa,… với giá thành thấp, nhưng hiệu quả của sản phẩm mang lại giải quyết được nhiều vấn đề bức xúc của xã hội hiện nay [22]

1.3.2 Thành phần và quá trình hoạt động của các vi sinh vật trong chế phẩm EM

Theo báo cáo của APNAN, trong chế phẩm EM có khoảng hơn 80 loài

vi sinh vật cả kị khí và hiếu khí thuộc 10 chi khác nhau, chúng bao gồm: vi

khuẩn quang hợp có chức năng tổng hợp chất hữu cơ từ CO2 và H2O; vi

khuẩn cố định N 2 sử dụng các chất hữu cơ của vi khuẩn quang hợp để chuyển hóa N2 trong không khí thành các hợp chất N2; Xạ khuẩn sản sinh các chất kháng sinh ức chế vi sinh vật gây bệnh và phân giải chất hữu cơ; vi

khuẩn Lactic chuyển hóa thức ăn khó tiêu thành thức ăn dễ tiêu; nấm men

sản sinh các vitamin và các axitamin Các vi sinh vật trong chế phẩm EM tạo ra một hệ thống vi sinh thái với nhau, tạo ra nhiều sản phẩm khác nhau, chúng hỗ trợ lẫn nhau cùng sinh trưởng và phát triển [22]

1.3.2.1 Vi khuẩn quang hợp

Là nhóm vi khuẩn tự dưỡng quang năng, có khả năng sử dụng năng lượng ánh sáng để chuyển thành các năng lượng hóa học giúp vi sinh vật có thể tự dưỡng hoàn toàn, không phụ thuộc vào sự cung cấp các chất hữu cơ từ bên ngoài làm nguồn dinh dưỡng

Vi khuẩn quang hợp chiếm một tỷ lệ lớn nhất trong EM và nó cũng giữ vai trò chủ đạo trong quá trình hoạt động Tổng hợp nên các hợp chất có lợi như axit amin, hoocmon sinh trưởng Mặt khác trong quá trình tự dưỡng của mình, vi khuẩn quang hợp còn sử dụng các chất như H2S, NO3-… kết quả làm giảm mùi khó chịu gây ra bởi các sản phẩm chứa S cũng như sản phẩm biến đổi của quá trình khử NH3 [22]

Hình 1.3: Sơ đồ chức năng của các vi sinh vật trong chế phẩm EM

(Nguồn: Terua Higa, 2002) [30]

Axit hữu cơ Chất h/đ sinh

1.3.2.2 Vi khuẩn lactic

Vi khuẩn Lactic thuộc nhóm vi khuẩn không tạo bào tử, hầu hết không

di động Vi khuẩn lactic thu nhận năng lượng nhờ quá trình phân giải kỵ khí đường, hyddrat cacbon với sự tích lũy axit lactic trong môi trường Người ta đã ứng dụng quá trình lên men lactic rất rộng rãi để chế biến thức

ăn chua, ủ thức ăn cho gia súc, sản xuất axit lactic Chính vì vậy, vi khuẩn lactic được đưa vào EM với mục đích chủ yếu để chuyển hóa thức ăn khó tiêu thành thức ăn dễ tiêu Hoạt động của vi khuẩn lactic trong chế phẩm EM:

- Chuyển hoá các thức ăn khó tiêu thành thức ăn dễ tiêu

- Vi khuẩn lactic sinh axit lactic, là chất khử trùng mạnh, nó tiêu diệt các vi sinh vật có hại và làm tăng sự phân huỷ các chất hữu cơ

- Vi khuẩn Lactic làm tăng sự phân cắt các hợp chất hữu cơ như

xenlluloza sau đó lên men chúng [22]

1.3.2.3 Xạ khuẩn

Xạ khuẩn là nhóm vi khuẩn trung gian giữa vi khuẩn và nấm, có cấu tạo dạng sợi Xạ khuẩn phân bố rộng rãi trong đất và chế phẩm EM (sau vi khuẩn và nấm) Chúng tham gia vào quá trình phân giải các hợp chất hữu

cơ trong đất như xenlluloza, tinh bột góp phần khép kín vòng tuần hoàn vật chất trong tự nhiên Do đặc tính này nên chế phẩm EM còn được ứng dụng trong quá trình phân huỷ rác Xạ khuẩn còn sản sinh ra chất kháng sinh từ quá trình trao đổi chất của vi khuẩn quang hợp và chất hữu cơ trong môi trường có tác dụng diệt nấm và vi khuẩn gây hại [22]

1.3.2.4 Nấm men

Nấm men thuộc vi nấm, có cấu trúc đơn bào Nấm men tham gia vào quá trình chuyển hóa vật chất, phân hủy các chất hữu cơ trong đất Ngoài ra, nấm men còn tổng hợp các chất kháng sinh có ích cho sự sinh trưởng của cây trồng như axitamin và đường Các chất có hoạt tính sinh học do nấm men tạo ra thúc đẩy tế bào hoạt động Ngoài hoạt tính sinh lý, bản thân nấm men còn có rất

nhiều loại vitamin và các axit amin, đặc biệt là các axit amin không thay thế

Do đặc tính này nên chế phẩm EM còn được dùng để bổ sung thức ăn cho gia súc tạo năng suất cao [22]

1.3.2.5 Nhóm vi khuẩn Bacillus

Trong EM nhóm vi khuẩn Bacillus có những vai trò như sau:

- Sản sinh ra các enzyme protease và amylase có vai trò tích cực trong việc phân giải các sản phẩm protein, tinh bột dư thừa trong môi trường chăn nuôi, giúp cải thiện chất lượng môi trường Mặt khác các sản phẩm của sự phân giải như đường, axit amin lại có vai trò dinh dưỡng đối với cây trồng vật nuôi cũng như hệ vi sinh vật có lợi có mặt trong chế phẩm

- Có khả năng cạnh tranh sinh học, giảm sự phát triển của vi khuẩn

có hại và nguyên sinh động vật [22]

* Dung dịch EM thứ cấp (gọi là EM 2 )

- Khái niệm: là dung dịch được lên men từ EM1, rỉ đường và nước + Dùng trong trồng trọt và chăn nuôi, xử lý môi trường

+ Thời gian sử dụng: 3 - 6 tháng

Ví dụ: Để tiêu diệt các vi sinh vật gây mùi thối sinh ra các loại khí

H2S, SO2, NH3… trong rác thải và trong phân chuồng, chúng ta sử dụng chế phẩm EM2 phun trực tiếp vào rác thải, cống rãnh, chuồng trại chăn nuôi sẽ khử được mùi hôi một cách nhanh chóng Đồng thời số lượng ruồi muỗi, các loại côn trùng bay khác cũng giảm hẳn Chức năng phân hủy rác thải hữu cơ, tốc độ hóa mùn diễn ra nhanh hơn chỉ sau một ngày

* Chiết suất cây trồng lên men bằng EM

- Khái niệm: là dung dịch chiết suất cây trồng được lên men từ EM1, rỉ đường, nước, và cỏ tươi

+ Dùng trong trồng trọt, nhằm bổ sung chất dinh dưỡng cho cây trồng đồng thời ngăn ngừa bệnh và sâu hại

+ Thời gian sử dụng: 7 ngày

* Các loại EM Bokashi

- Khái niệm: là hỗn hợp các chất hữu cơ lên men với EM, rỉ đường, nước + EM - Bokashi dùng trong chăn nuôi: hỗn hợp chất hữu cơ là EM, cám gạo, cám ngô, bột tôm cá…

Ví dụ: trong chăn nuôi lợn, gà, trâu, bò

Sử dụng EM - Bokashi cho lợn ăn đã làm tăng năng suất, chất lượng thịt có chiều hướng tốt hơn ở một số chỉ tiêu protein thô, khoáng tổng hợp Chế phẩm EM có tác dụng phòng chống và trị bệnh tiêu chảy ở lợn con trong giai đoạn bú sữa, sau cai sữa và 60 ngày tuổi Sử dụng EM trong điều trị bệnh tiêu chảy ở lợn có hiệu quả kinh tế cao hơn và không có tác dụng xấu sau điều trị như các thuốc kháng sinh [22]