(Luận văn thạc sĩ) phân tích dòng vật chất áp dụng trong hoạt động nuôi gà tại xã đỗ động, thanh oai, hà nội và đề xuất thu hồi tài nguyên trong dòng thải

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Trần Thị Huyền Trang PHÂN TÍCH DỊNG VẬT CHẤT ÁP DỤNG TRONG HOẠT ĐỘNG NUÔI GÀ TẠI XÃ ĐỖ ĐỘNG, THANH OAI, HÀ NỘI VÀ ĐỀ XUẤT THU HỒI TÀI NGUYÊN TRONG DÒNG THẢI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2020 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Trần Thị Huyền Trang PHÂN TÍCH DỊNG VẬT CHẤT ÁP DỤNG TRONG HOẠT ĐỘNG NUÔI GÀ TẠI XÃ ĐỖ ĐỘNG, THANH OAI, HÀ NỘI VÀ ĐỀ XUẤT THU HỒI TÀI NGUN TRONG DỊNG THẢI Chun ngành: Khoa học mơi trường Mã số: 8440301.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Ngô Vân Anh PGS.TS Lê Văn Chiều Hà Nội - 2020 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận văn cơng trình nghiên cứu thực cá nhân, thực hướng dẫn khoa học TS.Ngô Vân Anh PGS.TS Lê Văn Chiều Các số liệu, kết luận nghiên cứu trình bày luận văn trung thực chưa công bố hình thức Mọi nguồn thơng tin sử dụng Luận văn rõ nguồn gốc Tôi xin chịu trách nhiệm nghiên cứu Học viên cao học Trần Thị Huyền Trang LỜI CẢM ƠN Lời em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Ngô Vân Anh PGS.TS Lê Văn Chiều hai giảng viên đồng hướng dẫn giao đề tài, quan tâm tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình thực luận văn Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Thị Hà quỹ Kovalevskaia hỗ trợ em q trình thực hồn thành luận văn Em xin gửi lời cảm ơn nhiệm vụ Nghị định thư NĐT 31.JPA/17 hỗ trợ tính tốn phân tích dịng thải có tiềm để thu hồi tài nguyên Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô Khoa Môi trường - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội nói chung Bộ mơn Cơng nghệ mơi trường nói riêng giảng dạy trang bị cho em kiến thức quý giá suốt khóa học Em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình bạn bè chia sẻ, ủng hộ động viên em suốt thời gian qua Cuối em xin chân thành cảm ơn Hội đồng khoa học giúp em bảo vệ thành công luận văn Em tâm huyết với đề tài cố gắng, nỗ lực để hồn thành khóa luận tốt nghiệp khơng tránh khỏi cịn nhiều thiếu sót Em mong nhận giúp đỡ góp ý thầy để luận văn em hồn thiện Em xin trân trọng cảm ơn! Học viên cao học Trần Thị Huyền Trang MỤC LỤC MỞ ĐẦU .3 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan hoạt động nuôi gà 1.1.1 Tổng quan ngành nuôi gà giới 1.1.2 Tổng quan ngành nuôi gà Việt Nam .8 1.1.3 Nguồn lượng chất thải phát sinh từ nuôi gà .12 1.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến tình trạng phân gà 17 1.1.5 Ảnh hưởng chất thải nuôi gà đến môi trường người giải pháp xử lý, tận dụng 18 1.2 Tổng quan phân tích dòng vật chất (MFA) 22 1.2.1 Khái niệm MFA .22 1.2.2 Mục tiêu nội dung MFA 24 1.2.3 Quá trình thực MFA 25 1.2.4 Ứng dụng MFA 26 1.2.5 Hạn chế MFA 27 1.2.6 Một số nghiên cứu áp dụng MFA giới Việt Nam 28 1.3 Phân tích dịng vật chất với phần mềm STAN 30 1.3.1 Giới thiệu STAN 30 1.3.2 Mơ hình hóa hệ thống 31 1.3.3 Nhập liệu, tính tốn hiển thị kết 33 CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36 2.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu .36 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 36 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 36 2.2 Phương pháp nghiên cứu .36 2.2.1 Phương pháp tổng quan, phân tích tài liệu 36 2.2.2 Phương pháp điều tra, vấn, khảo sát thực địa 36 2.2.3 Lấy mẫu bảo quản mẫu 37 2.2.4 Phương pháp phân tích mẫu 39 2.2.5 Phương pháp xử lý số liệu 39 2.2.6 Phương pháp phân tích dịng vật chất MFA 40 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 42 3.1 Hiện trạng hoạt động nuôi gà xã Đỗ Động 42 3.1.1 Quy mô chăn nuôi 42 3.1.2 Đánh giá nguồn thải từ hoạt động chăn nuôi 51 3.2 Kết phân tích định tính dịng vật chất 52 3.3 Kết phân tích định lượng MFA với phốt .54 3.4 Đánh giá tiềm thu hồi đề xuất giải pháp thu hồi tài nguyên 61 Kết luận 65 Kiến nghị 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO .66 Tài liệu nước .66 Tài liệu nước 66 Tài liệu internet .69 PHỤ LỤC 70 Phụ lục 01 71 Phụ lục 02 74 Phụ lục 03 77 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Cơ cấu nuôi gà theo vùng miền Việt Nam Bảng 1.2 Sự gia tăng số lượng loại gà qua năm 10 Bảng 1.3 Ước tính khối lượng chất thải chăn nuôi phát sinh 12 Bảng 1.4 Lượng phân thải đầu gà 13 Bảng 1.5 Thành phần số nguyên tố đa lượng phân gà khô 14 Bảng 1.6 Thành phần số nguyên tố đa lượng phân gà tươi 14 Bảng 1.7 Thành phần số nguyên tố vi lượng có phân gà 14 Bảng 2.1 Danh sách trang trại chăn nuôi tiến hành vấn 37 Bảng 2.2 Danh sách mẫu phân tích 38 Bảng 2.3 Các thông số cần khảo sát, đo đạc, tính tốn nghiên cứu 41 Bảng 3.1 Cơ cấu đàn gia cầm xã Đỗ Động 42 Bảng 3.2 Thông tin điều tra hoạt động nuôi gà hộ nuôi gà khảo sát 44 Bảng 3.3 Thông tin khảo sát thành phần dinh dưỡng thức ăn gà 45 Bảng 3.4 Thành phần Phốt nước uống gà 48 Bảng 3.5 Thành phần hóa học đặc trưng vỏ trấu 48 Bảng 3.6 Thành phần nguyên tố hóa học vỏ trấu 49 Bảng 3.7 Các dòng phốt (P) sơ đồ MFA hoạt động nuôi gà 53 Bảng 3.8 Hàm lượng phốt (P) đầu vào hoạt động nuôi gà 55 Bảng 3.9.Kết phân tích hàm lượng phốt (P) chất thải rắn 56 từ hoạt động nuôi gà 56 Bảng 3.10 Hàm lượng P đầu phân thải ni gà theo số liệu phân tích 56 theo lý thuyết 56 Bảng 3.11 Hàm lượng phốt chất thải rắn từ hoạt động nuôi gà xã Đỗ Động 61 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Số lượng gà giới từ năm 2010 đến năm 201 Hình 1.2 Số gà theo quốc gia toàn giới năm 2018 Hình 1.3 Giao diện bên phần mềm STAN 31 Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý phân tích dịng vật chất 31 Hình 1.5 MFA hệ thống hóa STAN 32 Hình 1.6 MFA sau nhập số liệu 33 Hình 1.7 Bảng hiển thị kết tính tốn MFA 34 Hình 3.1 Trại gà chị Nguyễn Thị Thu (thôn Cự Thôn, xã Đỗ Động) 43 (Chụp ngày 7/12/2019) 43 Hình 3.2 Trại gà chị Nguyễn Thị Loan (thôn Tam Đa, xã Đỗ Động) 43 (Chụp ngày 7/12/2019) 43 Hình 3.3 Trại gà chị Phạm Thị Tâm (thôn Động Giã, xã Đỗ Động) 44 (Chụp ngày 7/12/2019) 44 Hình 3.4 Quy trình ni gà sở khảo sát 51 Hình 3.5 Sơ đồ tổng quát dòng đầu vào đầu liên quan đến hoạt động 52 nuôi g 52 Hình 3.7 Hàm lượng phốt vào, ra, thất thoát hoạt động ni gà CS01 (theo số liệu phân tích) 58 Hình 3.8 Hàm lượng phốt vào, ra, thất hoạt động ni gà CS01 (theo số liệu lý thuyết) 58 Hình 3.9 Hàm lượng phốt vào, ra, thất thoát hoạt động nuôi gà CS02 (theo số liệu phân tích) 59 Hình 3.10 Hàm lượng phốt vào, ra, thất hoạt động ni gà CS02 (theo số liệu lý thuyết) 59 Hình 3.11 Hàm lượng phốt vào, ra, thất hoạt động nuôi gà CS03 (theo số liệu phân tích) 60 Hình 3.12 Hàm lượng phốt vào, ra, thất hoạt động ni gà CS03 (theo số liệu lý thuyết) 60 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT Tên viết tắt Tên tiếng việt Tên tiếng anh CS Cơ sở CP Cổ phần DD Dung dịch DHMT Duyên hải miền Trung ĐB Đồng FAO Tổ chức Nông Lương Food and Agriculture Organization EU Liên minh châu Âu European Union KTMT Kỹ thuật môi trường HPAI Cúm gia cầm có khả gây bệnh Highly Pathogenic Avian cao Influenza MFA Phân tích dịng vật chất NN & PTNT Nông nghiệp phát triển nông thôn Nnk Nhiều người khác QCVN Quy chuẩn Việt Nam PE Túi nhựa mỏng, dẻo, nhẹ SNN & PTNT Sở Nông nghiệp Phát triển nơng thơn SFA Phân tích dịng chất STNMT Sở Tài nguyên Môi trường VAC Vườn – Ao – Chuồng VAHIP Dự án phòng dịch cúm gia cầm, cúm Projects to prevent avian người dự phòng đại dịch Việt influenza, human influenza Nam and pandemic prophylaxis in Vietnam Material Flow Analysis Substance flow analysis MỞ ĐẦU Theo số liệu điều tra chăn nuôi Tổng cục Thống kê, 2018 tổng đàn gà Việt Nam năm 2018 có 316 triệu con, tăng 14,96 % so với năm 2017 Trong đó, đàn gà thịt có mức tăng tốt so với gà lấy trứng (mức tăng gà lấy thịt 6,9%, lại gà lấy trứng 5,0%) Xét thị phần, gà lấy thịt chiếm 77,5% tổng đàn gà nước Trong cấu nuôi gà Việt Nam, khu vực miền Bắc (gồm tỉnh từ Bắc Trung Bộ trở ra) chiếm tỷ trọng lớn so với khu vực miền Nam (từ Duyên hải Nam trung trở vào), chiếm tới 61,54% tổng đàn gà nước Đồng sơng Hồng Trung du miền núi phía Bắc khu vực có tổng đàn gà lớn năm 2018 Với tốc độ phát triển ngành ni gà nay, theo tính tốn dựa sở khoa học sinh lý vật nuôi số liệu thống kê thấy, lượng phát thải chất thải tăng tỷ lệ thuận với tốc độ tăng trưởng quy mơ, theo tính tốn Vụ Khoa học Cơng nghệ Môi trường (Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thơn, 2018) ước tính mức thải trung bình gà thải khoảng 3,6 – 5,0 kg phân/tháng hay 43,2 – 60 kg/năm, với tổng đàn vật nuôi nước riêng lượng phân phát thải trung bình 63,2 triệu năm bao gồm lượng chất rắn (phân, chất độn chuồng, loại thức ăn thừa rơi vãi), lượng chất thải lỏng (nước tiểu, nước rửa chuồng, ) Tại Hội thảo Quản lý, bảo vệ môi trường chăn nuôi chất thải chăn nuôi thực trạng giải pháp Ủy ban Khoa học công nghệ môi trường Quốc hội tổ chức (tháng 3/2018), đại diện Tổng cục trưởng Tổng cục mơi trường cho biết, theo thống kê có 80 triệu chất thải từ hoạt động chăn nuôi, gấp nhiều lần so với lượng rác thải sinh hoạt hàng năm (khoảng 23 triệu tấn), phần khơng nhỏ từ chất thải chăn nuôi gia cầm Đáng lưu ý có 60 % chất thải từ q trình chăn ni xử lý, nhiên khơng đạt chuẩn cho phép Đây nguyên nhân khiến mơi trường nước, đất, khơng khí xung quanh vùng chăn nuôi bị ô nhiễm nghiêm trọng Phụ lục 02 PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH PHÂN TÍCH Xác định tổng phốt phân gà theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6499:1999 (ISO 11263 : 1994) chất lượng đất - xác định phốt - phương pháp quang phổ xác định phốt hòa tan dung dịch natri hidrocacbonat Bộ Công nghệ Môi trường ban hành a Hóa chất thiết bị Hóa chất - Nước cất nước có độ tinh khiết tương đương - Dung dịch natri hidroxit (NaOH 1mol/lit) - Dung dịch chiết (NaHCO3) - Cácbon hoạt hóa - Axit Sunfuric - Axit Sunfuric lỗng (5 mol/lít) - Thuốc thử sunfomolybdic - Dung dịch tiêu chuẩn gốc octophôtphat chứa 450 mg/l phốt - Dung dịch tiêu chuẩn với nồng độ - Các thuốc thử dùng để màu nhiệt độ thường (Dung dịch natri thiosunfat, 12g/l, Dung dịch natri metabisunfit 200 g/l, Dung dịch kali antimonyl (III) oxit tactrat, 0,5 g/l, Thuốc thử mầu) Thiết bị - Cân phân tích, có độ xác đến ± 0,0001 g; - Cân kỹ thuật, có độ xác đến ± 0,01 g; - Chén bạch kim; - Cốc chịu nhiệt dung tích 1000 ml; - Giấy lọc chậm; - Thiết bị phá mẫu; - Máy quang phổ; - Tủ sấy; 74 - pH - mét; - Bình nón: dung tích 100 ml, 250 ml; - Bình định mức: dung tích 50 ml, 100ml, 1000 ml; - Phễu lọc có đường kính từ cm đến 10 cm; - Pipet dung tích ml, ml, ml, 10 ml; - Bình phá mẫu, dung tích 100 ml b Xử lý mẫu Bước Phá mẫu Cân 5,00 g ± 0,01 g mẫu phân xử lý sơ cho vào bình 250 ml Thêm vào 1,0 g cacbon hoạt tính 100 ml ± 0,5 ml dung dịch chiết Đậy nút bình đặt bình trực tiếp lên máy lắc Lắc xác 30 phút 20 oC ± oC (Lắc để ngăn cản đất lắng xuống dung dịch chiết ) Trong vòng phút sau kết thúc lắc, lọc vào bình khơ, dùng giấy lọc khơng có phơtpho Tiến hành mẫu lặp mẫu trắng không chứa phân, bước tiến hành với mẫu thử Bước Hiện màu nhiệt độ phòng Chuyển 5,00 ml dung dịch sau vào dãy bình định mức 50 ml - dung dịch trắng điều chế theo bước dịch chiết đất điều chế theo bước 1, dung dịch chuẩn Bảng: Các dung dịch gốc nồng độ phốt Dung dịch chuẩn gốc Nồng độ phôtpho ml mg/l 0,000 0,000 1,000 0,45 5,00 2,25 10,00 4,50 20,00 9,00 75 Sau cẩn thận thêm 0,5 ml axit sunfuric loãng vào bình cịn chưa đậy nắp xoay trịn nhẹ nhàng để giải phóng cacbon dioxit Thêm vào 4,0 ml dung dịch natri metabisunfit 6,0ml dung dịch natri thiosunfat Đậy nắp bình Lắc kỹ chờ 30 phút Sau thêm vào 30,0 ml thuốc thử mầu, thêm nước đến vạch mức, đậy nắp bình lắc kỹ Đợi 60 phút cho mầu Bước 3: Đo quang phổ Đo độ hấp thụ dung dịch với dung dịch so sánh nước, bước sóng 880 nm, sử dụng cuvét quang học, 30 phút sau mầu Ghi giá trị Chú thích: Có thể chấp nhận sử dụng bước sóng 710 nm độ nhạy thấp sau kiểm tra độ tuyến tính khơng phạm sai số độ lệch 76 Phụ lục 03 PHIẾU KẾT QUẢ PHÂN TÍCH 77 ... hoạt động ni gà địa bàn xã Đỗ Động, huyện Thanh Oai, Hà Nội Đánh giá tiềm thu hồi đề xuất giải pháp thu hồi tài nguyên dòng thải hoạt động nuôi gà địa bàn xã Đỗ Động, huyện Thanh Oai, Hà Nội Nội... đề tài ? ?Phân tích dịng vật chất áp dụng hoạt động nuôi gà xã Đỗ Động, Thanh Oai, Hà Nội đề xuất thu hồi tài nguyên dòng thải? ?? tiến hành Mục tiêu nghiên cứu: Đánh giá dịng thải liên quan đến hoạt. .. trạng chăn nuôi nguồn thải từ hoạt động nuôi gà xã Đỗ Động, huyện Thanh Oai, Hà Nội Áp dụng phân tích dịng vật chất (MFA) phân tích dịng nguyên vật liệu, chất thải từ hoạt động nuôi gà địa bàn