Đánh giá ảnh hưởng của nước thải chăn nuôi lợn đến môi trường nước xung quanh tại trại lợn Nguyễn Thanh Lịch, xã Ba Trại huyện Ba Vì Hà Nội (Khóa luận tốt nghiệp)

Đánh giá ảnh hưởng của nước thải chăn nuôi lợn đến môi trường nước xung quanh tại trại lợn Nguyễn Thanh Lịch, xã Ba Trại huyện Ba Vì Hà Nội (Khóa luận tốt nghiệp)Đánh giá ảnh hưởng của nước thải chăn nuôi lợn đến môi trường nước xung quanh tại trại lợn Nguyễn Thanh Lịch, xã Ba Trại huyện Ba Vì Hà Nội (Khóa luận tốt nghiệp)Đánh giá ảnh hưởng của nước thải chăn nuôi lợn đến môi trường nước xung quanh tại trại lợn Nguyễn Thanh Lịch, xã Ba Trại huyện Ba Vì Hà Nội (Khóa luận tốt nghiệp)Đánh giá ảnh hưởng của nước thải chăn nuôi lợn đến môi trường nước xung quanh tại trại lợn Nguyễn Thanh Lịch, xã Ba Trại huyện Ba Vì Hà Nội (Khóa luận tốt nghiệp)Đánh giá ảnh hưởng của nước thải chăn nuôi lợn đến môi trường nước xung quanh tại trại lợn Nguyễn Thanh Lịch, xã Ba Trại huyện Ba Vì Hà Nội (Khóa luận tốt nghiệp)Đánh giá ảnh hưởng của nước thải chăn nuôi lợn đến môi trường nước xung quanh tại trại lợn Nguyễn Thanh Lịch, xã Ba Trại huyện Ba Vì Hà Nội (Khóa luận tốt nghiệp)Đánh giá ảnh hưởng của nước thải chăn nuôi lợn đến môi trường nước xung quanh tại trại lợn Nguyễn Thanh Lịch, xã Ba Trại huyện Ba Vì Hà Nội (Khóa luận tốt nghiệp)

- -

LÝ VĂN HIỆP Tên đề tài:

“ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN ĐẾN MÔI TRƯỜNG NƯỚC XUNG QUANH TẠI TRẠI LỢN NGUYỄN THANH

LỊCH, XÃ BA TRẠI, HUYỆN BA VÌ, HÀ NỘI”

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường

Khóa học : 2013 – 2017

Thái Nguyên - năm 2017

- -

LÝ VĂN HIỆP Tên đề tài:

“ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN ĐẾN MÔI TRƯỜNG NƯỚC XUNG QUANH TẠI TRẠI LỢN NGUYỄN THANH

LỊCH, XÃ BA TRẠI, HUYỆN BA VÌ, HÀ NỘI”

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường

Khóa học : 2013 – 2017 Giảng viên hướng dẫn: TS Trần Thị Phả

Thái Nguyên - năm 2017

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành khóa luận này, em đã nhận được sự giúp đỡ của các thầy

cô, gia đình và bạn bè Em xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới Ban giám hiệu nhà trường, cùng toàn thể các thầy cô giáo trong khoa Môi Trường trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên

Em xin đặc biệt cảm ơn đến cô giáo TS Trần Thị Phả, cô đã trực tiếp

hướng dẫn, chỉ bảo động viên giúp đỡ em về mọi mặt trong quá trình tiến hành nghiên cứu và hoàn thành khóa luận

Em xin chân thành cảm ơn ban lãnh đại UBND xã Ba Trại cùng gia đình chú Nguyễn Thanh lịch (chủ trại), công nhân và kỹ sư nơi cơ sở em thực tập đã tạo điều kiện và giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đề tài

Cuối cùng em xin được cảm ơn sự động viên, khích lệ của các thầy cô, gia đình và bạn bè đã động viên giúp đỡ em hoàn thành tốt việc học tập, nghiên cứu của mình trong suốt quá trình học tập vừa qua

Trong thời gian thực tập em đã cố gắng hết sức mình để hoàn thành tốt các yêu cầu của đợt thực tập nhưng do kinh nghiệm và kiến thức có hạn nên bản luận văn của em không tránh khỏi những thiếu sót và khiếm khuyết Em rất mong được các thầy cô giáo và các bạn sinh viên đóng góp ý kiến bổ sung

để khóa luận của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, tháng 05 năm 2017

Sinh viên

Lý Văn Hiệp

DANH MỤC CÁC TỪ VẾT TẮT

BOD Nhu cầu oxy sinh học COD Nhu cầu oxy hóa học DHMT Duyên Hải Miền Trung

ĐBSH Đồng bằng Sông Hồng

ĐBSCL Đồng bằng Sông Cửu Long

FAO Tổ chức Lương thực và Nông Nghiệp Liên

Hiệp Quốc HCHC Hợp chất hữu cơ

QCVN Quy Chuẩn Việt Nam

TCVN Tiêu Chuẩn Việt Nam

TSS Tổng hàm lượng cặn USAB Bể với lớp bùn kỵ khí dòng hướng lên VSV Vi sinh vật

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

DANH MỤC CÁC TỪ VẾT TẮT ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC BẢNG vi

DANH MỤC CÁC HÌNH vii

PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu và yêu cầu của đề tài 2

1.2.1 Mục tiêu của đề tài 2

1.2.2 Yêu cầu của đề tài 3

1.3 Ý nghĩa của đề tài 3

1.3.1 Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học 3

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn 3

PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

2.1 Cơ sở khoa học của đề tài 4

2.1.1 Cơ sở lý luận 4

2.1.2 Cơ sở thực tiễn 5

2.1.3 Cơ sở pháp lý 6

2.2 Chất thải từ hoạt động chăn nuôi lợn và các vấn đề ô nhiễm môi trường 7 2.2.1 Đặc điểm của chất thải chăn nuôi 7

2.2.2 Vấn đề ô nhiễm môi trường do chất thải chăn nuôi 12

2.3 Thực trạng chăn nuôi lợn trong và ngoài nước 14

2.3.1 Thực trạng chăn nuôi lợn trên thế giới 14

2.3.2 Thực trạng chăn nuôi lợn tại Việt Nam 15

2.4 Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước thải và phương pháp xử lý nước

thải chăn nuôi lợn 16

2.4.1 Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước thải 16

2.4.2 Phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi lợn 18

PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22

3.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 22

3.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 22

3.3 Nội dung nghiên cứu 22

3.4 Phương pháp nghiên cứu 22

3.4.1.Phương pháp điều tra thu thập tài liệu, số liệu 22

3.4.2.Phương pháp điều tra khảo sát thực địa 23

3.4.3.Phương pháp lấy mẫu và phân tích trong phòng thí nghiệm 23

3.4.4.Phương pháp xử lý số liệu 24

PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 25

4.1.Điều kiện cơ sở nơi thực tập, tình hình chăn nuôi lợn và công tác vệ sinh môi trường tại trang trại 25

4.1.1 Điều kiện tự nhiên, cơ sở vật chất của cơ sở thực tập 25

4.1.2 Công tác chăn nuôi tại cơ sở 29

4.1.3 Công tác quản lý và vệ sinh môi trường tại trang trại 30

4.2 Đánh giá hiện trạng nước thải chăn nuôi lợn của trang trại Nguyễn Thanh Lịch 33

4.3 Ảnh hưởng của nước thải chăn nuôi lợn đến môi trường nước mặt 35

4.4 Ảnh hưởng của nước thải chăn nuôi lợn đến môi trường nước ngầm 37

4.5 Một số tồn tại và giải pháp trong chăn nuôi lợn theo quy mô trang trại tại trại lợn Nguyễn Thanh Lịch 40

4.6.1 Một số tồn tại 40

4.6.2 Giải pháp 40

PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 44

5.1 Kết luận 44 5.2 Kiến nghị 45

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Khối lượng phân và nước tiểu của gia súc thải ra trong 1 ngày đêm 8

Bảng 2.2: Thành phần hóa học của phân lợn (Trọng lượng lợn từ 70 kg đến 100 kg) 8

Bảng 2.3: Một số thành phần vi sinh vật trong chất thải rắn chăn nuôi lợn 9

Bảng 2.4: Thành phần hóa học của nước tiểu có trọng lượng 70 - 100kg 10

Bảng 2.5: Tính chất nước thải chăn nuôi heo 11

Bảng 2.6: Phân bố số lượng đàn lợn trên các châu lục 14

Bảng 2.7: Các nước có số lượng lợn nhiều nhất trên thế giới 15

Bảng 2.8: Số đầu lợn qua các năm (đơn vị triệu con) 16

Bảng 2.9: Sản lượng thịt hơi xuất chuồng (đơn vị triệu tấn) 16

Bảng 3.1 Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm 24

Bảng 4.1: Lịch vệ sinh phòng bệnh của trại lợn nái 27

Bảng 4.2: Quy trình sử dụng vắc xin và các chế phẩm thú y phòng bệnh cho lợn con tại trại 28

Bảng 4.3: Cơ cấu đàn lợn qua các năm (từ năm 2014 đến 2016) 29

Bảng 4.4: Số lượng lợn con xuất bán 5 tháng cuối năm 2016 30

Bảng 4.5: Kết quả phân tích nước thải chăn nuôi lợn của trang trại Nguyễn Thanh Lịch 33

Bảng 4.6: Đánh giá ảnh hưởng của nước thải khi thải ra môi trường xung quanh.36 Bảng 4.7: Kết quả phân tích mẫu nước ngầm tại trang trại Nguyễn Thanh Lịch 38

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 4.1: Biểu đồ hiện trạng nước thải chăn nuôi lợn trang trại Nguyễn Thanh

Lịch 34 Hình 4.2: Biểu đồ chất lượng nước mặt tại suối Hai 36 Hình 4.3: Biểu đồ thể hiện chất lượng nước ngầm tại trang trại Nguyễn Thanh

Lịch 38 Hình 4.4: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi lợn 41

PHẦN 1

MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề

Nước ta là một nước nông nghiệp nó giữ vai trò chủ đạo đối với nền kinh tế quốc dân khi có hơn 70% dân cư sống dựa vào nông nghiệp Trong đó nghành chăn nuôi chiếm vị trí rất quan trọng, nó không những cung cấp một lượng lớn thực phẩm tiêu dùng hàng ngày cho con người mà còn là nguồn thu nhập của hàng triệu người dân hiện nay

Chăn nuôi vốn là nghành rất quen thuộc, bởi vì nó đã có từ rất lâu trên thế giới Ban đầu chỉ ở quy mô gia đình nhằm đảm bảo nguồn thực phẩm động vật hoặc sức kéo cho hộ hay nhóm gia đình nhỏ Nhưng hiện nay nghành chăn nuôi là lĩnh vực đang có xu hướng phát triển với quy mô trang trại Phương pháp chăn nuôi theo quy mô này mang lại hiệu quả kinh tế đáng

kể, tạo điều kiện cho việc áp dụng các công nghệ tiến bộ khoa học kỹ thuật mới trong chăn nuôi nhằm tạo ra năng suất và chất lượng cao hơn Loại hình chăn nuôi này đang được người dân ở các địa phương quan tâm, trong đó chăn nuôi gia súc, gia cầm chiếm tỷ lệ lớn nhất

Tuy nhiên cùng với những hiệu quả kinh tế mà chăn nuôi nói chung và chăn nuôi lợn nói riêng mang lại thì vấn đề môi trường trong chăn nuôi được đặt ra Nhất là vấn đề nước thải rất đáng lo ngại, nước thải hòa lẫn với phân

và các chất thải từ hoạt động chăn nuôi được thải trực tiếp ra môi trường mà không qua xử lý Các chất thải từ phân gia súc và các chất thải từ chăn nuôi không được xử lý đã gây tác động xấu đến môi trường và ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe người chăn nuôi gia súc cũng như người dân xung quanh Nước thải còn gây hiện tượng phú dưỡng tại các ao, hồ, đồng ruộng xung quanh khu vực chăn nuôi

Ba Trại là một xã có ngành chăn nuôi đang trên đà phát triển với số lượng chăn nuôi quy mô hộ gia đình và trang trại Chăn nuôi tập trung chủ yếu là nuôi bò sữa, gà, vịt và đặc biệt là chăn nuôi lợn Các vấn đề môi trường

ở đây chưa được quan tâm nhiều, chất thải xả ra ngoài môi trường chưa qua

xử lý hoặc có hệ thống xử lý biogas nhưng đã xuống cấp trầm trọng Hơn nữa

hệ thống biogas này cũng được thiết kế chưa đúng kỹ thuật nên hiệu quả xử lý nước thải rất kém, nước thải sau hố biogas lại thải trực tiếp vào sông, suối do

đó làm ô nhiễm môi trường rất lớn Chưa có hệ thống xử lý chất thải rắn như phân, xác chết gia súc, các rác thải thú y… phần lớn họ chỉ tập trung vào việc phát triển kinh tế

Xuất phát từ thực tế đó, để đánh giá được ảnh hưởng của các trang trại đến chất lượng môi trường xung quanh, tình trạng ô nhiễm, qua đó đưa ra biện pháp phòng ngừa và xử lý để giảm thiểu ô nhiễm và cải thiện chất lượng môi trường là cần thiết Được sự đồng ý của Ban Giám Hiệu nhà trường, Ban

chủ nhiệm khoa Môi Trường, dưới sự hướng dẫn của cô giáo TS Trần Thị

Phả Em tiến hành nghiên cứu đề tài: “Đánh giá ảnh hưởng của nước thải

chăn nuôi lợn đến môi trường nước xung quanh tại trại lợn Nguyễn Thanh Lịch xã Ba Trại, huyện Ba Vì, Hà Nội”

1.2 Mục tiêu và yêu cầu của đề tài

1.2.1 Mục tiêu của đề tài

- Đánh giá thực trạng chăn nuôi, hiện trạng ô nhiễm môi trường nước

do nước thải chăn nuôi lợn thải ra tại trại lợn Nguyễn Thanh Lịch, xã Ba Trại, huyện Ba Vì, hà Nội

- Đề xuất biện pháp khắc phục giảm thiểu tình trạng ô nhiễm, cải thiện môi trường nhằm hạn chế những tác hại đến sức khỏe con người, gia súc, gia cầm và lan truyền dịch bệnh

1.2.2 Yêu cầu của đề tài

- Phản ánh đầy đủ, đúng đắn hiện trạng môi trường xung quanh trang

trại lợn và ảnh hưởng của nó tới môi trường nước xung quanh

- Đảm bảo tài liệu, số liệu đầy đủ, trung thực, khách quan

- Kết quả phân tích các thông số về chất lượng nước chính xác

- Các mẫu nghiên cứu và phân tích đảm bảo tính khoa học và được lấy tại trang trại

1.3 Ý nghĩa của đề tài

1.3.1 Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học

- Vận dụng kiến thức đã học của nhà trường vào thực tế

- Đánh giá vấn đề thực tế và hiện trạng môi trường nước thải chăn nuôi

- Từ việc đánh giá hiện trạng, đề xuất một số giải pháp phù hợp nhằm cải thiện và bảo vệ môi trường

- Củng cố kiến thức cơ sở cũng như kiến thức chuyên ngành, tạo điều kiện tốt hơn phục vụ công tác môi trường sau khi ra trường Vận dụng và phát huy được các kiến thức đã học tập và nghiên cứu

- Bổ sung tư liệu cho hoc tập

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn

Qua quá trình nghiên cứu thực trạng và ảnh hưởng của nước thải tại trang trại chăn nuôi lợn để biết được những khó khăn và tồn tại trong việc quản lý và xử lý nước thải, giúp trang trại chăn nuôi lợn có công tác quản lý môi trường được tốt hơn Góp phần giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi, và đề xuất những giải pháp bảo vệ môi trường phù hợp với điều kiện của trang trại, cải thiện cảnh quan môi trường và nâng cao chất lượng môi trường sống cho cộng đồng dân cư

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Cơ sở khoa học của đề tài

2.1.1 Cơ sở lý luận

Trong những năm gần đây, ngành chăn nuôi lợn phát triển với một tốc

độ rất nhanh nhưng chủ yếu là tự phát và chưa đáp ứng được các tiêu chuẩn

kỹ thuật về chuồng trại và kỹ thuật chăn nuôi Do đó, năng suất chăn nuôi thấp và gây ô nhiễm môi trường một cách trầm trọng Ô nhiễm môi trường không những ảnh hưởng đến sức khỏe vật nuôi, năng suất chăn nuôi mà còn ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe con người và môi trường xung quanh Mỗi năm ngành chăn nuôi gia súc, gia cầm thải ra khoảng trên 76 triệu tấn phân,trên 30 triệu khối chất thải lỏng (bao gồm nước tiểu, nước rửa chuồng, nước

từ sân chơi, bãi vận động, bãi chăn) được thải ra môi trường [15]

Chất thải chăn nuôi tác động đến môi trường và sức khỏe con người trên nhiều khía cạnh: gây ô nhiễm nguồn nước ngầm, nước mặt, môi trường không khí, môi trường ô nhiễm đất và các sản phẩm nông nghiệp Đây chính

là nguyên nhân gây ra nhiều căn bệnh về hô hấp, tiêu hóa, do trong chất thải chứa nhiều VSV gây bệnh, trúng giun

Theo báo cáo tổng kết của Viện chăn nuôi, hầu hết các hộ chăn nuôi đều để nước chảy tự do ra môi trường xung quanh gây mùi hôi thối nồng nặc, đặc biệt là vào những ngày oi bức Nồng độ khí H2O và NH3 cao hơn mức cho phép khoảng 30 - 40 lần [1] Tổng số vi sinh vật và bào tử nấm cũng cao hơn mức cho phép rất nhiều lần Ngoài ra trong nước thải còn chứa COD, BOD, cliforms, E.coli,… và trứng giun sán cao hơn rất nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép [13]

Ô nhiễm môi trường khu vực trại chăn nuôi do sự phân hủy chất hữu cơ

có mặt trong phân và nước thải của lợn Sau khi chất thải ra khỏi cơ thể của lợn thì các chất khí đã lập tức bay lên, khí thải chăn nuôi bao gồm hỗn hợp

nhiều loại khí, trong đó có trên 40 loại gây mùi, chủ yếu là H2S và NH3 Trong điều kiện bình thường thì H2S là một trong những nguyên nhân gây ra các vấn đề về màu và mùi Nồng độ S2- tại hố thu nước thải chăn nuôi lợn có thể lên đến 300mg/l cao hơn rất nhiều so với tiêu chuẩn (theo TCVN 5945-

2005 cột C nồng độ sunphua là 1,0mg/l) [1]

Việc kiểm soát chất thải chăn nuôi là một nội dung cấp bách cần được các cấp quản lý, các nhà sản xuất và cộng đồng dân cư bắt buộc quan tâm để: hạn chế ô nhiễm môi trường, bảo vệ sức khỏe con người, cảnh quan khu dân

cư cũng như không kìm hãm sự phát triển của ngành

2.1.2 Cơ sở thực tiễn

Nước thải chăn nuôi thuộc loại giàu SS, COD, N, P, vì vậy để xử lý nước thải chăn nuôi kỹ thuật yếm khí luôn là lựa chọn đầu tiên Ở các nước Châu Âu và Châu Mỹ, nhất là nước Anh, nước và chất thải chăn nuôi được coi là nguyên liệu để sản xuất Biogas thu hồi năng lượng Ở Đức, năng lượng Biogas từ chất thải chăn nuôi và các nguồn hữu cơ khác đã được đưa vào cán cân năng lượng quốc gia để đạt được mục tiêu 20% năng lượng sử dụng là năng lượng tái tạo vào năm 2020 [14] Tuy nhiên, do nước thải chăn nuôi lợn

là một nguồn thải ô nhiễm trầm trọng đối với môi trường, loại nước thải rất khó xử lý, bởi lượng hữu cơ cũng như hàm lượng Nitơ trong nước thải rất cao Vì vậy, phát triển công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi lợn có hiệu quả cao và kinh tế đang là sự quan tâm đặc biệt của các nhà khoa học trên thế giới cũng như ở Việt Nam Đối với loại nước thải này, nếu chỉ xử lý bằng quá trình sinh học yếm khí thông thường không triệt để, vẫn còn một lượng lớn các ch ất hữu cơ và phần lớn thành phần dinh dưỡng

Trong những năm gần đây, chăn nuôi lợn theo quy mô trang trại đã có bước phát triển đáng kể, quy mô chăn nuôi tập trung ngày càng nhiều Đi cùng với nó, tác động của hoạt động chăn nuôi đến môi trường ngày càng

nghiêm trọng Thế nhưng, trong thực tế, vấn đề môi trường chưa được các chủ trang trại quan tâm đúng mức Hầu hết các trang trại đều xây dựng hầm ủ Biogas để xử lý chất thải, tận dụng chất đốt, nhưng công suất không đủ lớn, một phần lớn chất thải được đổ trực tiếp ra môi trường

Như vậy, đánh giá ảnh hưởng của trang trại lợn đến môi trường xung quanh là hết sức cần thiết

- Nghị định số 149/2004/NĐ-CP ngày 27/7/2004 của Chính phủ về Quy định cấp phép, thăm dò, khai thác, sử dụng tài nguyên nước, xả nước thải vào nguồn nước

- Nghị định số 201/2013/NĐ-CP của chính phủ về việc Quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật tài nguyên nước

- Nghị định số 25/2013/NĐ-CP của chính phủ về phí bảo vệ môi trường đối với nước thải

- Thông tư số 04/2010/TT-BNNPTNT ngày 15/1/2010 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn quy định về ban hành Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về điều kiện trại chăn nuôi lợn, trại chăn nuôi gia cầm an toàn sinh học

- Quyết định số 22/2006/QĐ-BTNMT, ngày 18/12/2006 của Bộ Tài nguyên và Môi trường về việc bắt buộc áp dụng Tiêu chuẩn Việt Nam về

môi trường

- Quyết định số 1506/QĐ-BNN-KHCN, ngày 15/5/2008 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn ban hành quy trình thực hành chăn nuôi tốt trong chăn nuôi lợn an toàn

- Quyết định 16/2008/QĐ-BTNMT, ngày 13/12/2008 của Bộ Tài nguyên Môi trường về việc ban hành Quy chuẩn kỹ thuật Quốc Gia về môi trường

- QCVN 01 - 78: 2011/BNNPTNT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về Thức ăn chăn nuôi - Các chỉ tiêu vệ sinh an toàn và mức giới hạn tối đa cho phép trong thức ăn chăn nuôi

- QCVN 09:2008/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ngầm

- QCVN 62-MT:2016/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chăn nuôi

- QCVN 08-MT:2015/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt

- Các văn bản pháp lý có liên quan đến dự án và khu vực dự án do các cấp có thẩm quyền ban hành

2.2 Chất thải từ hoạt động chăn nuôi lợn và các vấn đề ô nhiễm môi trường

2.2.1 Đặc điểm của chất thải chăn nuôi

2.2.1.1 Chất thải rắn-phân

Trong phân chứa một lượng lớn các chất như Nitơ, Phốt pho, Kali, Kẽm, Đồng Các khoáng chất dư thừa cơ thể không sử dụng như P2O5, K2O, CaO, MgO phần lớn đều xuất hiện trong phân Tùy theo loại gia súc, thức ăn,

độ tuổi, khẩu phần ăn khác nhau mà lượng phân thải ra cũng sẽ khác nhau cả

về khối lượng lẫn thành phần

Bảng 2.1: Khối lượng phân và nước tiểu của gia súc thải ra trong 1 ngày đêm Loại gia súc Lượng phân (kg/ngày) Nước tiểu (kg/ngày)

(Nguồn: Lăng Ngọc Huỳnh, 2001) [5]

Thành phần hóa học của phân phụ thuộc nhiều vào dinh dưỡng, tình trạng sức khỏe, cách nuôi dưỡng, chuồng trại, loại gia súc, gia cầm…

Theo Trương Thanh Cảnh và cộng tác viên thì thành phần hóa học của phân lợn (Trọng lượng lợn từ 70 kg đến 100 kg) được thể hiện qua bảng sau:

Bảng 2.2: Thành phần hóa học của phân lợn (Trọng lượng lợn

Ngoài ra, trong phân còn chứa nhiều loại vi sinh vật và kí sinh trùng kể

cả có lợi và có hại Trong đó, các vi khuẩn thuộc loại Enterobacteriacea chiếm đa số với các loài điển hình như E.coli, Samonella, Shigella,

Proteus,… Kết quả phân tích của Viện Vệ sinh - Y tế cộng cộng TP.Hồ Chí

Minh năm 2001, nhiều loại vi khuẩn gây bệnh tồn tại từ 5 – 15 ngày trong

phân và đất Đáng lưu ý nhất là virus gây bệnh viêm gan Rheovirus,

Adenovirus Cũng theo số liệu của viện này cho biết, trong 1 kg phân có thể

chứa 2.100 – 5.000 trứng giun sán, chủ yếu là Ascarisium (chiếm 39 – 83%),

Oesophagostomum (chiếm 60 – 68,7%) và Trichocephalus (chiếm 47 –

Bảng 2.4: Thành phần hóa học của nước tiểu có trọng lượng 70 - 100kg

(Nguồn: Trương Thanh Cảnh & cộng tác viên, 1997, 1998)

Thành phần nước tiểu gia súc chủ yếu là nước, chiếm trên 90% tổng khối lượng nước tiểu Ngoài ra còn có một lượng lớn nitơ (phần lớn dưới dạng urê) và một số các chất khoáng, các hormone, creatin, sắc tố, acid mật, photpho và một số sản phẩm phụ của quá trình trao đổi chất của con vật [4] Trong tất cả các chất có trong nước tiểu, urê là chất chiếm tỷ lệ cao dễ dàng bị

vi sinh vật phân hủy trong điều kiện có oxy Do đó, khi động vật bài tiết ra ngoài chúng dễ dàng phân hủy tạo thành amoniac gây mùi khó chịu

Thành phần nước tiểu thay đổi phụ thuộc vào loại gia súc, tuổi, chế độ dinh dưỡng và điều kiện khí hậu

2.2.1.3 Nước thải

Nước tiểu, nước rửa chuồng và nước tắm gia súc tạo nên khối lượng nước thải rất lớn Nước thải chăn nuôi chứa chất rắn lơ lửng, chất hữa cơ, nitơ, photpho và các thành phần khác, đặc biệt là các vi sinh vật gây bệnh Trong thành phần đóng góp vào chất thải chăn nuôi, có thể nói đến nước phân chuồng, là nước từ các đống phân chuồng chảy ra, phần lớn là nước tiểu gia

súc có lẫn nhiều chất hòa tan của phân đặc và có chứa thêm một lượng nước rửa chuồng, nên nước phân chuồng khá giàu chất dinh dưỡng dễ tiêu và có giá trị lớn về mặt phân bón

Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải phụ thuộc vào lượng thức ăn rơi vãi, mức độ thu gom phân, phương thức thu gom chất thải trong chuồng hay lượng nước sử dụng vệ sinh chuồng trại hoặc tắm rửa gia súc

Bảng 2.5: Tính chất nước thải chăn nuôi heo

(Nguồn: Trương Thanh Cảnh & cộng tác viên, 1997, 1998)

Nước thải chăn nuôi không chứa các chất độc hại như nước thải công nghiệp (acid, kiềm, kim loại nặng, chất oxy hóa, hóa chất công nghiệp ) nhưng nó chứa nhiều loại ấu trùng, vi trùng, trứng ấu trùng giun sán gây bệnh

Trong nước thải, chất hữu cơ chiếm 70 – 80% gồm cellulose, protit, axít amin, chất béo, hydrat cacbon Các chất vô cơ chiếm 20 – 30% gồm cát, đất, muối, urê, amonium[7]

2.2.1.4 Khí thải

Chăn nuôi là một ngành sản xuất tạo ra nhiều loại khí thải nhất Theo Hobbs và cộng sự (1995), có tới trên 170 chất khí có thể sinh ra từ chăn nuôi,

điển hình là các như NH3, H2S, CH4, CO2, NO, NO2, N2O, indol, schatol mecaptan, và hàng loạt các khí gây mùi khác là sản phẩm của quá trình phân hủy hiếu khí và kị khí các chất hữu cơ trong chất thải chăn nuôi (chủ yếu

là phân và nước tiểu) Hầu hết các khí thải chăn nuôi có thể gây độc cho gia súc, con người và môi trường

Nồng độ các khí này khác nhau, tùy thuộc vào điều kiện môi trường (nhiệt độ, độ ẩm, bức xạ, ) và cách thu gom, lưu trữ, vận chuyển và xử lý chất thải Tùy vào nồng độ các khí mà tác động của chúng lên gia súc, gia cầm và con người khác nhau

2.2.2 Vấn đề ô nhiễm môi trường do chất thải chăn nuôi

Với những tính chất đã mô tả như trên phân, nước tiểu và nước thải chăn nuôi lợn với hàm lượng các chất ô nhiễm cao như các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, chất dinh dưỡng giàu nitơ, photpho, các chất khoáng kèm theo còn có các lượng sinh vật mang theo mầm bệnh, lượng chất thải này nếu không được xử lý trước khi thải vào môi trường sẽ gây hậu quả rất nghiêm trọng, nhất là trong trường hợp chăn nuôi ở quy mô lớn

2.2.2.1 Ô nhiễm môi trường nước

 Chất hữa cơ:

Trong thức ăn, một số chất chưa được đồng hóa và hấp thụ bài tiết ra ngoài theo phân, nước tiểu cùng các sản phẩm trao đổi chất Ngoài ra các chất hữu cơ từ nguồn khác như thức ăn thừa, ổ lót, xác chết gia súc không được xử

lý Sự phân hủy này trải qua nhiều giai đoạn, tạo ra các hợp chất như axitamin, axit béo, các khí gây mùi hôi khó chịu và độc hại

Ngoài ra sự thay đổi các chất béo trong nước còn làm thay đổi pH của nước, gây điều kiện bất lợi cho hoạt động phân hủy các chất ô nhiễm

 Nito, photpho:

Khả năng hấp thụ nitơ, photpho của gia súc tương đối thấp nên phần

lớn sẽ bài tiết ra ngoài Do đó, hàm lượng nitơ, photpho trong chất thải chăn nuôi tương đối cao Hàm lượng N-tổng = 200 - 350 mg/l trong đó N-NH4 chiếm khoảng 80-90%, P-tổng = 60 - 100 mg/l, nếu không xử lý sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng hóa nguồn nước, ảnh hưởng đến hộ sinh thái nước

 Vi sinh vật:

Trong phân, nước thải có chứa nhiều loại vi trùng, virus, trứng giun sán gây bệnh Chúng lan truyền qua nguồn nước mặt, nước ngầm, đất hay rau quả nếu sử dụng nước ô nhiễm vi sinh vật để tưới tiêu Vi sinh vật từ chăn nuôi cũng có thể thấm vào đất ảnh hưởng đến nguồn nước ngầm

2.2.2.2 Ô nhiễm môi trường không khí

Môi trường không khí ở khu vực chuồng trại và xung quanh cơ sở chăn nuôi luôn có mùi rất đặc trưng và đây sẽ là một tác nhân ô nhiễm rất khó chịu nếu không có biện pháp quản lý đúng cách Các khí gây mùi chủ yếu từ quá trình phân hủy yếm khí chất thải chăn nuôi như: NH3, H2S trong thành phần khí thải ra từ chăn nuôi còn chứa một lượng đáng kể CO2 và CH4 Tất cả các khí này tồn tại trong môi trường không khí của khu vực chăn nuôi tạo nên một mùi đặc trưng hôi thối rất khó chịu, ở nồng độ cao chúng cỏ thể gây ngạt, kích thích niêm mạc mắt và mũi, gây choáng váng nhức đầu, gây nổ

2.2.2.3 Ô nhiễm môi trường đất

- Trong chất thải chăn nuôi có chứa rất nhiều chất dinh dưỡng như Nitơ, Photpho Nếu thải vào đất không hợp lý hoặc sử dụng phân tươi để bón cho cây trồng, cây sử dụng không hết sẽ có tác dụng ngược lại

- Phú dưỡng hóa đất: lượng chất hữu cơ dư thừa sẽ làm cho đất bão hòa

và quá bão hòa dinh dưỡng, gây mất cân bằng sinh thái và thoái hóa đất Đây

là một trong những nguyên nhân gây chết cây dẫn đến giảm năng suất và sản lượng cây trồng Ngoài ra, khi trong đất dư thừa chất dinh dưỡng sẽ dẫn đến hiện tượng rửa trôi và thấm làm ô nhiễm nước mặt, nước ngầm

- Vi sinh vật và mầm bệnh: phân và nước tiểu của gia súc có chứa rất nhiều loại vi trùng, trứng giun sán gây bệnh cho người và vật nuôi Các tác nhân gây bệnh này có thể tồn tại rất lâu trong đất nên chúng có nguy cơ phát tán vào không khí, nước ngầm, nước mặt theo chuỗi thức ăn để gây bệnh

2.3.Thực trạng chăn nuôi lợn trong và ngoài nước

2.3.1 Thực trạng chăn nuôi lợn trên thế giới

Nghề chăn nuôi lợn ra đời rất sớm Đến nay, nuôi lợn đã trở thành một nghề truyền thống của nhiều quốc gia Ở nhiều nước, chăn nuôi lợn có công nghệ cao và có tổng đàn lợn lớn như: Nga, Anh, Pháp, Mỹ, Nhật, Canada, Hà Lan, Đan Mạch, Thụy Điển, Đức, Ý, Úc, Trung Quốc, Xing-ga-po, Đài Loan Nói chung ở các nước tiên tiến có chăn nuôi lợn phát triển lợn theo hình thức công nghiệp và đạt trình độ chuyên môn hóa cao [16]

Tuy vậy, đàn lợn trên thế giới phân bố không đồng đều ở các châu lục

Có tới 70% số đầu lợn được nuôi ở châu Á và Âu, khoảng 30 % ở các châu lục khác Trong đó, tỷ lệ đàn lợn được nuôi nhiều ở các nước có chăn nuôi lợn tiên tiến Tính đến nay chăn nuôi lợn ở các nước châu Âu chiếm khoảng 52%, châu Á 30,4%, châu Úc 5,8%, châu Phi 3,2 %, châu Mỹ, 8,6 % [16]

Bảng 2.6: Phân bố số lượng đàn lợn trên các châu lục

Đơn vị tính Gia súc (lợn)

Ngành chăn nuôi lợn phát triển và mang lại hiệu quả kinh tế cao Các nước có số lượng đầu lợn nhiều nhất thế giới được thể hiện dưới bảng sau:

Bảng 2.7: Các nước có số lượng lợn nhiều nhất trên thế giới

(Nguồn: Theo thống kê FAO năm 2014) [11]

2.3.2 Thực trạng chăn nuôi lợn tại Việt Nam

Việt Nam là một nước đang phát triển, có nền nông nghiệp nghèo với hai ngành chính là trồng trọt và chăn nuôi Trong đó, ngành chăn nuôi mang lại hiệu quả cao cho nền kinh tế quốc gia, là một trong những nước nuôi nhiều lợn nhất trên thế giới Theo thống kê của FAO, năm 2014 Việt nam có 26,761 triệu con lợn, đứng thứ 5 trên thế giới sau các nước là Trung Quốc, Hoa Kỳ,

Brazil, Đức, đứng đầu các nước Đông Nam Á và thứ 2 Châu Á [11]

 Tình hình chăn nuôi lợn năm 2016

- Tổng số đầu lợn: Theo số liệu thống kê của cục chăn nuôi tính đến 1/10/2016, cả nước có 29,1 triệu con (tăng 4,8% so với cùng kỳ năm trước) Các vùng có số đầu lợn nhiều là ĐBSH 7,4 triệu con chiếm 24,8% tổng đàn lợn trong cả nước, ĐBSCL 3,24 triệu con chiếm 11,14%, Bắc Trung Bộ và DHMT 5,42 triệu con chiếm 18,6% [3]

Bảng 2.8: Số đầu lợn qua các năm (đơn vị triệu con)

- Sản lượng thịt hơi: Sản lượng thịt lợn hơi xuất chuồng sản xuất đến 1/10/2016 khoảng 3,66 triệu tấn Trong đó, các vùng sản xuất thịt lợn có tỷ trọng lớn nhất lần lượt là: ĐBSH khoảng 20%; ĐBSCL khoảng 15%; Miền núi và Trung du 15% [3]

Bảng 2.9: Sản lượng thịt hơi xuất chuồng (đơn vị triệu tấn)

(Nguồn: Tổng cục thống kê) [12]

2.4 Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước thải và phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi lợn

2.4.1 Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước thải

+ Độ pH: là thước đo tính axit hoặc tính bazơ của dung dịch nước Nhìn chung sự sống tồn tại và phát triển tốt nhất trong điều kiện môi trường nước trung tính pH = 7 Tuy nhiên, sự sống vẫn chấp nhận một khoảng nhất định trên dưới giá trị trung bình (6 < pH < 8,5), đôi khi còn

Năm 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 Lượng

thịt 2,9 3,03 2,87 3,16 3,22 3,33 3,49 3,66

rộng hơn và cá biệt có những sinh vật sống được ở giá trị cực tiểu (0 < pH

< 1) và cực đại pH = 14

+ Nhu cầu oxy hóa học (COD): COD (Chemical Oxygen Demand - nhu cầu oxy hóa học) là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các hợp chất hóa học trong nước bao gồm cả vô cơ và hữu cơ Như vậy, COD là lượng oxy cần thiết để oxy hóa toàn bộ các chất hóa học trong nước, trong khi đó BOD là lượng oxy cần thiết để oxy hóa một phần các hợp chất hữu cơ dễ phân hủy bởi vi sinh vật

+ Nhu cầu oxy sinh học (BOD): BOD (Biochemical oxygen Demand – nhu cầu oxy sinh hóa) là lượng oxy cần thiết để vi sinh vật oxy hóa các chất hữu cơ

Thông số BOD có tầm quan trọng thực tế: BOD là cơ sở thiết kế và vận hành trạm xử lý nước thải, BOD còn là thông số đánh giá mức độ ô nhiễm của nguồn nước, giá trị BOD càng lớn nghĩa là mức độ ô nhiễm càng cao Giá trị BOD phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian , nên xác định BOD cần tiến hành ở điều kiện chuẩn, thường ở nhiệt độ 200

C và trong 5 ngày Vì vậy, giá trị công

nước thải các hợp chất của Nitơ tồn tại ở 3 dạng: các HCHC, amoni và các hợp chất dạng oxy hóa (nitrit và nitrat)

+ Chỉ số photpho: photpho tồn tại ở trong nước với các dạng H2PO4-, HPO4-2, PO4-3, các polyphosphat như Na3(PO3)6 và photpho hữu cơ Đây là một trong những nguồn dinh dưỡng cho thực vật dưới nước, gây ô nhiễm và góp phần thúc đẩy hiện tượng phú dưỡng ở các thủy vực

Trong nước thải người ta thường xác định hàm lượng P-tổng số để xác định tỉ số BOD5 :N :P nhằm chọn kỹ thuật bùn hoạt tính thích hợp cho quá trình xử lý Ngoài ra cũng có thể xác lập tỉ số giữa P và N để đánh giá mức dinh dưỡng có trong nước [10]

2.4.2 Phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi lợn

2.4.2.1 Phương pháp cơ học

Mục đích là tách cặn rắn và phân ra khỏi hỗn hợp nước thải bằng cách thu gom, lắng cặn Có thể dùng song chắn rác, bể lắng sơ bộ để loại bỏ cặn thô dễ lắng tạo điều kiện xử lý và giảm khối thể tích các công trình phía sau.Ngoài ra có thể dùng phương pháp ly tâm hoặc lọc

2.4.2.2 Phương pháp hóa lý

 Keo tụ - tạo bông

Nước thải chăn nuôi chứa nhiều chất hữu cơ, vô cơ dưới dạng các hạt

có kích thước nhỏ, khó lắng, khó tách ra được bằng phương pháp cơ học Nhưng có thể áp dụng phương pháp keo tụ để loại bỏ chúng Các chất keo tụ thường sử dụng là phèn nhôm, phèn sắt, phèn bùn…kết hợp với sử dụng polymer trợ keo tụ để tăng hiệu quả quá trình keo tụ Phương pháp này loại bỏ được hầu hết các chất bẩn có trong nước thải chăn nuôi Tuy nhiên chi phí xử

lý cao Nên áp dụng phương pháp này để xử lý nước thải chăn nuôi là không hiệu quả về mặt kinh tế

 Tuyển nổi

Mục đích của việc tuyển nổi là để tách các hợp chất không tan, hoặc tan

có khả năng lắng kém nhưng có thể kết dính vào các bọt khí nổi lên, hoặc các chất lỏng có trọng lượng nhỏ hơn tỷ trọng của chất lỏng làm nền, trong nước thải chăn nuôi, tuyển nổi được áp dụng nhằm tách các chất rắn có kích thước nhỏ, lắng kém

2.4.2.3 Phương pháp sinh học

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học dựa trên hoạt động của VSV có trong nước Phương pháp này có ưu điểm lớn hơn so với các phương pháp xử lý khác ở chỗ chi phí thấp và tính ổn định cao Đặc biệt, hiệu quả xử

lý rất cao ở thời gian lưu ngắn đối với các loại nước thải chứa các chất hữu cơ

dễ phân hủy sinh học

để thu hồi các khí sinh ra (biogas) tận dụng làm khí đốt hoặc chạy máy phát điện… Dưới cùng là lớp bùn đáy tương đối ổn định Cặn ở lớp bùn đáy được tháo ra định kì và có thể làm phân bón

 Quá trình kị khí USAB

Đây là công trình xử lý sinh học kị khí ngược dòng Nước thải được đưa từ dưới lên, xuyên qua lớp bùn kị khí lơ lửng tại đây sẽ diễn ra quá trình phân hủy chất hữu cõ bởi các vi sinh vật, hiệu quả xử lý của bể được quyết định bởi tầng vi sinh này Hệ thống tách pha phía trên bể làm nhiệm vụ tách các pha rắn – lỏng và khí, qua đó thì các chất khí sẽ bay lên và được thu hồi, bùn sẽ rơi xuống đáy bể và nước sau xử lý sẽ theo máng lắng chảy qua công trình xử lý tiếp theo

B) Phương pháp xử lý hiếu khí

 Bể aerotank

Đây là quá trình xử lý hiếu khí lơ lửng VSV bám lên các hạt cặn có trong nước thải và phát triển khối tạo thành các bông bùn có hoạt tính phân hủy chất hữu cơ nhiễm bẩn Các bông bùn này được cấp khí cưỡng bức để đảm bảo lượng oxy cần thiết cho hoạt động phân hủy và giữ cho bông bùn ở trạng thái lơ lửng Các bông bùn lớn dần lên do hấp phụ các hạt chất rắn lơ lửng nhỏ, tế bào VSV, nguyên sinh động vật, và các chất độc nhờ đó nước thải được làm sạch

NH3 sinh ra Ao hồ kị khí thường dùng để lắng và phân hủy cặn ở vùng đáy

Có khả năng chịu được tải trọng cao Thời gian lưu nước từ 20 - 50 ngày

- Ao hồ tùy nghi: Sâu từ 1,2 - 2m, phổ biến trong thực tế Trong hồ xảy

ra hai quá trình song song: phân hủy các chất hữu cơ hòa tan có đều trong nước và phân hủy kị khí cặn lắng ở vùng đáy Ao hồ tùy nghi có 3 vùng: vùng hiếu khí ở trên, vùng tùy nghi ở giữa và vùng kị khí ở dưới Thời gian lưu nước trong hồ từ 5-30 ngày

 Cánh đồng tưới, cánh đồng lọc

Cánh đồng tưới là những khu đất được quy hoạch cẩn thận vừa để xử lý nước thải, vừa trồng cây nông nghiệp hoặc rau quả

Cách đồng lọc chỉ có chức năng xử lý nước thải

Nguyên tắc xử lý: Việc xử lý nước thải dựa vào khả năng giữ các cặn nước ở trên mặt đất, nước thấm qua đất như đi qua tầng lọc Các vi sinh vật hiếu khí nhờ có oxy trong các lỗ hổng và mao quản của lớp đất mặt đã thực hiện hoạt động phân hủy các chất hữu cơ nhiễm bẩn Càng xuống sâu, lượng oxi càng ít và quá trình oxy hóa các chất hữu cơ nhiễm bẩn giảm dần Quá trình oxi hóa nước thải chỉ xảy ra ở lớp đất mặt sâu khoảng 1,5m

Hiệu quả làm sạch của cánh đồng lọc rất cao: hiệu quả xử lý BOD hơn 90%, coliform hơn 95%, nước sau xử lý khá trong

Khi sử dụng cánh đồng tưới, cánh đồng lọc để xử lý nước thải chăn nuôi, cũng như các loại nước thải khác, sau một thời gian thì các lỗ hổng trong đất sẽ bị bịt vì cặn và màng vi sinh dính bám, dẫn đến hiệu quả xử lý giảm Để tránh hiện tượng này, cánh đồng tưới phải được làm thoáng định kì

và tránh ứ đọng bùn Ngoài ra còn phải chú ý đến độ ẩm và chế độ tưới nước