Đánh giá sự biến đổi nồng độ các chất ô nhiễm trong không khí trong và xung quanh chuồng nuôi bò sữa hộ gia đình khi sử dụng chế phẩm vi sinh vật COSTE MT 01

Nội dung bài viết đánh giá sự biến đổi nồng độ các chất ô nhiễm trong không khí trong và xung quanh chuồng nuôi bò sữa hộ gia đình khi sử dụng chế phẩm vi sinh vật COSTE MT 01.

Kết nghiên cứu KHCN Đánh giá biến đổi nồng độ chất nhiễm khơng khí xung quanh chuồng ni bị sữa hộ gia đình sử dụng chế phẩm vi sinh vật COSTE MT 01 Nguyễn Thị Hòa1, Lê Tuấn An1, Nguyễn Đức Anh1, Bùi Văn Công1, Phạm Yến Dung2, Trung Tâm Khoa học Công nghệ Môi trường Lớp 25 KHMT21 - Trường Đại học Thủy lợi H I MỞ ĐẦU uyện Duy Tiên, Hà Nam nơi có điều kiện thuận lợi để phát triển đàn bò sữa, đặc biệt xã ven sông Hồng như: Mộc Bắc, Trác Văn, Chun Ngoại, có diện tích đất phù sa lớn Tính đến tháng 10/2017, huyện Duy Tiên có 107 hộ chăn ni bị sữa đạt tổng cộng 1.792 con, đó, 710 bị mẹ cho sữa Sản lượng sữa đạt 13,03 tấn/ngày Phát triển chăn ni bị sữa tạo nhiều việc làm thu nhập ổn định cho hàng nghìn lao động địa phương thơng qua hoạt động chăn nuôi, trồng cỏ, dịch vụ thu mua sữa Hiện nay, 100% hộ dân sử dụng hầm biogas để xử lý chất thải rắn nước thải Tuy nhiên, vấn đề lớn mùi khó chịu phát sinh hoạt động chăn ni Trong chăn ni bị sữa, chất khí phát thải chủ yếu gồm CO2, 118 NH3, CH4, H2S [3], đó, số gây hiệu ứng nhà kính số tạo mùi khó chịu ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người vật nuôi Các khí sinh phần từ biến đổi sinh hóa q trình tiêu hóa thức ăn cỏ phần khác trình phân hủy tiếp tục chất hữu dư thừa phân Xử lý mùi khó chịu chăn ni cấp thiết nhằm cân nhu cầu sản xuất nhu cầu sống môi trường người dân Hiện nay, có nhiều biện pháp khác để giảm mùi khó chịu cho khu vực chăn ni, bao gồm việc sử dụng dung dịch anolyst, ozon, chế phẩm sinh học Mỗi biện pháp xử lý có chế hoạt động khác nhau, ưu nhược điểm khác Trong khuôn khổ báo này, tác giả đề cập đến biến đổi nồng độ chất ô nhiễm khơng khí xung quanh khu vực chuồng trại chăn ni bị sữa hiệu giảm thiểu mùi sử dụng chế phẩm vi sinh COSTE MT01 II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu - Chế phẩm vi sinh COSTE-MT01: + Vi khuẩn Bacillus spp .108CFU/l + Vi khuẩn Lactobacillus spp + Nấm men Saccharomyces sp + Enzym amylase, cellulase, protease 108CFU/l 108CFU/l - Khí thải chăn ni khơng khí xung quanh chuồng ni bị sữa Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 4,5&6-2018 Kết nghiên cứu KHCN 2.2 Phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu thực nghiệm thực 05 chuồng ni bị sữa hộ dân xã Mộc Bắn, huyện Duy Tiên, tỉnh Hà Nam Phun chế phẩm COSTE MT01 với nồng độ pha lỗng 1/50 lít chế phẩm phun cho 200m2 mặt sàn Ngày phun 02 lần vào đầu buổi sáng cuối buổi chiều, từ ngày thứ đến ngày thứ phun 01 lần vào cuối buổi chiều sau phun lặp lại 01 lần/tuần Phun tồn mặt sàn chuồng ni, bờ tường diện tích đất xung quanh chuồng (bán kính 05m), khu chứa phân trang trại Tất lần phun chế phẩm thực vào thời điểm sau rửa vệ sinh chuồng nuôi Mẫu 0h lấy đầu sáng, chưa phun chế phẩm Các mẫu lấy hàng ngày, hàng tuần, hàng tháng thực thống vào thời điểm đầu sáng trước vệ sinh chuồng nuôi Các vị trí lấy mẫu khí bố trí chuồng ni bị sữa hộ dân khoảng cách 5-10m xung quanh chuồng ni Hình vị trí địa lý hộ dân tham gia thử nghiệm Xác định thông số CO2, H2S, NH3, CH4 khơng khí xung quanh chuồng trại phương pháp, thiết bị sau đây: - Xác định CO2 thiết bị đo nhanh Testo 435; - Xác định H2S theo phương pháp MASA Method 701: H2S không khí hút sục qua dung dịch Cd(SO4)2 Khi đó, Sulfide kết tủa thành cadmium sulfide (CdS) để tránh oxi hóa khơng khí Arabinogalactan thêm vào Cd(SO4)2 trước mẫu để giảm tối đa phân hủy quang học CdS kết tủa Sulfide tác dụng với N,Ndimethyl-p-phenylenediamine với có mặt FeCl3 môi trường axit, cho màu methylene blue, đo bước sóng 660nm; - Xác định NH3 theo TCVN 5293:1995: Phương pháp dựa sở tác dụng amoniac với hipoclorit phenol có tham gia chất ổn định phản ứng natri nitropruxit Cường độ nhuộm màu xanh dung dịch indophenol phụ thuộc vào hàm lượng ammoniac; - Xác định CH4 theoTCVN 8715:2011 (ISO 25193:2011): Khí mẫu hút từ ống khí qua hệ thống lấy mẫu bơm vào túi hộp lấy mẫu khí Phần mẫu lấy túi lấy mẫu khí đưa vào hệ thống sắc ký khí sử dụng detector FID, ECD TCD III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Sự biến đổi nồng độ chất khí gây mùi khó chịu khu vực chuồng ni Hình Vị trí địa lý hộ dân tham gia thử nghiệm Trong ngành chăn ni, hai loại khí chủ yếu gây mùi thối, khó chịu phải kể đến khí NH3 khí H2S Các khí kết hoạt động phân hủy chất hữu dư thừa phân, nước tiểu vi sinh Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 4,5&6-2018 119 Kết nghiên cứu KHCN vật Để đánh giá hiệu chế phẩm vi sinh COSTE MT01 sử dụng để xử lý mùi cho trang trại chăn ni bị sữa Hà Nam mẫu khí lấy thời điểm: trước xử lý, 4h sau xử lý, mẫu hàng ngày tuần lấy mẫu định kỳ tuần lần Thời gian theo dõi, đánh giá: 30 tuần Kết trình bày Hình Kết theo dõi 30 tuần Mộc Bắc, Duy Tiên, Hà Nam cho thấy: Ngay sau áp dụng chế phẩm vi sinh, nồng độ chất khí gây mùi giảm mạnh đặc biệt khí H2S Sau 24 giờ, nồng độ khí H2S khơng khí khu vực chuồng ni giảm Hình Nồng độ NH3, H2S chuồng nuôi 30 tuần thí nghiệm khoảng 50% Sau 48 giờ, nồng độ khí H2S chuồng ni giảm xuống 0,04mg/m3 trì mức 0,03 – 0,04mg/m3 suốt 30 tuần theo dõi, thấp giá trị cho phép 0,042mg/m3 theo QCVN 06:2009/BTNMT Đối với khí NH3, sau 48 xử lý, nồng độ giảm khoảng 70% từ 1,350mg/m3 xuống 0,425mg/m3 cao gấp lần giá trị cho phép theo QCVN 06:2009/BTNMT Từ trở đến tuần thứ 30, hàm lượng khí NH3 khơng giảm mà dao động xung quanh giá trị 0,4mg/m3 Lượng khí NH3 chuồng ni phát sinh hai nguyên nhân: thứ thành phần đặc trưng nước tiểu vật nuôi, thứ hoạt động phân hủy chất protein dư thừa phân hoạt động vi sinh vật Chế phẩm vi sinh vật hạn chế q trình phát thải thứ mà khơng hạn chế trình phát thải thứ 3.2 Sự biến đổi nồng độ chất khí nhà kính khu vực chuồng ni Hình Nồng độ CH4, CO2 chuồng ni 30 tuần thí nghiệm 120 Trong khí thải chăn ni, hai loại khí nhà kính, đồng thời có khả gây ngạt khí CO2 CH4 Khí CO2 sinh hoạt động hơ hấp vật ni q trình phân hủy hồn tồn chất hữu vi sinh vật Khí CH4 chất khí gây hiệu ứng nhà kính cao gấp 23 lần so với khí CO2[4] Kết theo dõi nồng độ Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 4,5&6-2018 Kết nghiên cứu KHCN CH4 CO2 khơng khí chuồng ni biểu diễn Hình Nồng độ khí CO2 tăng lên chút sau sử dụng chế phẩm vi sinh COSTEMT01 Nồng độ khí CO2 tăng mạnh 12 đầu áp dụng, sau đó, dao động khoảng 330 – 350ppm Tuy nhiên, nồng độ 330 – 350ppm, khí CO2 không ảnh hưởng đáng kể đến sức khỏe người gia súc [5] Hơn nữa, xung quanh khu vực chăn nuôi cánh đồng cỏ voi, vườn ăn trái, nên lượng CO2 thải làm nhờ quang hợp xanh Khí CH4 loại khí phát sinh nhiều chăn ni bị sữa CH4 khơng sinh hoạt động phân hủy kỵ khí hệ vi sinh vật yếm khí mà cịn sản phẩm q trình chuyển hóa thức ăn cỏ Khí CH4 giảm nhanh sau 48 áp dụng chế phẩm vi sinh, sau dao động khoảng 4mg/l Sự tăng khí CO2 giảm khí CH4, H2S, NH3 giải thích sử dụng chế phẩm vi sinh COSTE MT01, vi sinh vật có lợi cạnh tranh môi trường dinh dưỡng với vi sinh vật kỵ khí, đồng thời hơ hấp chủng Bacilus, lactobacillus, Sacharomyces sinh sản phẩm hô hấp khí CO2 nên nồng độ khí CO2 tăng lên nồng độ khí: CH4, H2S, NH3 giảm xuống Kết ghi nhận nghiên cứu PGS.TS.Tăng Thị Chính sử dụng chế phẩm vi sinh để xử lý mùi hôi cho chuồng trại chăn ni gia cầm, chăn ni lợn đệm lót sinh học [1], [2] 3.3 Đánh giá biến đổi nồng độ chất khí khu vực xung quanh chuồng ni Kết đo đạc nồng độ chất khí vị trí cách chuồng ni 5-10m trình bày Bảng Bảng Nồng độ chất khí khu vực xung quanh chuồng ni Thӡi gian theo dõi Khí NH3 (mg/m3) Khí H2S (mg/m3) Khí CO2 (ppm) Khí CH4(mg/lít) 0h 0,341 ± 0,05(*) 0,059 ± 0,005 280 ± 10 4,59 ± 0,05 4h 0,252 ± 0,05 0,033 ± 0,05 297 ± 10 3,98 ± 0,05 24h 0,179 ± 0,05 0,025 ± 0,05 311 ± 10 3,89 ± 0,05 72 h 0,167 ± 0,05 0,025 ± 0,05 304 ± 10 4,32 ± 0,05 ngày 0,175 ± 0,05 0,028 ± 0,05 308 ± 10 3,27 ± 0,05 tuҫn 0,177 ± 0,05 0,031 ± 0,05 310 ± 10 4,25 ± 0,05 tuҫn 0,168 ± 0,05 0,026 ± 0,05 299 ± 10 3,71 ± 0,05 tuҫn 0,166 ± 0,05 0,026 ± 0,05 301 ± 10 4,11 ± 0,05 12 tuҫn 0,177 ± 0,05 0,031 ± 0,05 312 ± 10 3,23 ± 0,05 16 tuҫn 0,178 ± 0,05 0,033 ± 0,05 303 ± 10 3,45 ± 0,05 20 tuҫn 0,168 ± 0,05 0,025 ± 0,05 301 ± 10 3,32 ± 0,05 24 tuҫn 0,186 ± 0,05 0,035 ± 0,05 309 ± 10 3,25 ± 0,05 26 tuҫn 0,184 ± 0,05 0,022 ± 0,05 302 ± 10 4,19 ± 0,05 30 tuҫn 0,185 ± 0,05 0,024 ± 0,05 299 ± 10 3,97 ± 0,05 QCVN 06:2009/BTNMT [6] 0,2 0,042 - - Ghi chú: (*) Số liệu trung bình 05 hộ thực mơ hình Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 4,5&6-2018 121 Kết nghiên cứu KHCN Kết đo đạc cho thấy nồng độ chất khí độc hại NH3, H2S thấp giá trị cho phép theo QCVN 06:2009/BTNMT Khí CO2, CH4 khu vực xung quanh trang trại giảm so với nồng độ khu vực chuồng nuôi pha lỗng Hiện nay, chuồng trại chăn ni bị sữa Mộc Bắc có kết cấu hở, trang bị quạt trục vừa để thơng thống, làm mát cho đàn bị sữa vào mùa hè, vừa cấp khí tươi vào chuồng ni pha lỗng khí thải chăn nuôi Việc sử dụng chế phẩm vi sinh giúp làm giảm phát thải chất khí độc hại, khí nhà kính mơi trường xung quanh Các hộ ứng dụng chế phẩm vi sinh vật có nhận xét cảm quan chung mùi hôi chuồng trại giảm rõ rệt Sau phun chế phẩm khoảng ngày, cơng nhân khơng cịn cảm nhận mùi hôi xộc lên mũi IV KẾT LUẬN Khi sử dụng chế phẩm vi sinh COSTE MT01 phun vào chuồng, tường bao khu vực chứa phân xung quanh khu vực chăn nuôi làm thay đổi nồng độ chất khí thải mơi trường Nồng độ chất khí độc hại như: CH4, NH3, H2S giảm 50% – 70% so với thời điểm trước sử dụng chế phẩm Nồng độ khí CO2 tăng nhẹ hoạt động phân huỷ hợp chất hữu lại chất thải vi sinh vật hiếu khí, nhiên, mức thấp, khơng ảnh hưởng đáng kể tới người gia súc TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tăng Thị Chính (2015) Xây dựng mơ hình sản xuất ứng dụng chế phẩm vi sinh hữu ích để xử lý mùi chuồng trại chăn nuôi gia cầm, Báo cáo tổng kết đề tài Mã số: NSVSMT/13-14,Viện Công nghệ môi trường, [2] Tăng Thị Chính, Đặng Thị Mai Anh, Nguyễn Thị Hịa Trần Văn Tựa (2013) Ứng dụng chế phẩm vi sinh Sagi-Bio để xử lý chất thải rắn chăn nuôi lợn, Báo cáo khoa học - Hội nghị sinh học toàn quốc 2013 Tập 2, tr 80-84 [3] Bùi Hữu Đoàn, Nguyễn Xn Trạch, Vũ Đình Tơn (2011), Bài giảng Quản lý chất thải chăn nuôi, NXB Nông Nghiệp [4] Koneswaran, G and D Nierenberg (2008), Global farm animal production and global warming: Impacting and mitigating climate change,pp164-169, Proceedings of International Conference on Livestock and Global climate Change17-20 May, 2008 in Hammamet, Tunisia, Cambridge Univesity Press [5] Bakker G C.M., Bakker J.G.M., Dekker R.A.,Jongbloed R., Evernts H., Van der Meulen J., Ying S C., Lenis N P (1996),The quantitatve relationship between absorption of nitrogen and starch from the hindgut of pigs, J Anim Sci., 74, pp188 [6] Bộ tài nguyên môi trường, QCVN 06:2009/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia số chất độc hại khơng khí xung quanh LỜI CÁM ƠN Bài báo thực từ kinh phí nghiệp khoa học Sở Khoa học Công nghệ tỉnh Hà Nam Trung tâm Khoa học công nghệ Môi trường – Liên minh Hợp tác xã Việt Nam Nhóm tác giả xin trân trọng cảm ơn ban lãnh đạo Sở Khoa học Công nghệ Tỉnh Hà Nam, Trung tâm Khoa học Công nghệ Môi trường tạo điều kiện cho thực nghiên cứu 122 Hình minh hoạ: nguồn Internet Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 4,5&6-2018 ... Chính sử dụng chế phẩm vi sinh để xử lý mùi hôi cho chuồng trại chăn nuôi gia cầm, chăn nuôi lợn đệm lót sinh học [1], [2] 3.3 Đánh giá biến đổi nồng độ chất khí khu vực xung quanh chuồng nuôi Kết... chế phẩm vi sinh, sau dao động khoảng 4mg/l Sự tăng khí CO2 giảm khí CH4, H2S, NH3 giải thích sử dụng chế phẩm vi sinh COSTE MT0 1, vi sinh vật có lợi cạnh tranh môi trường dinh dưỡng với vi sinh. .. hoạt động vi sinh vật Chế phẩm vi sinh vật hạn chế q trình phát thải thứ mà khơng hạn chế q trình phát thải thứ 3.2 Sự biến đổi nồng độ chất khí nhà kính khu vực chuồng ni Hình Nồng độ CH4, CO2 chuồng