Đánh giá ảnh hưởng của chất thải chăn nuôi heo đến một số chỉ tiêu môi trường nước tại xã nghi công nam, nghi lộc, nghệ an

Trng i Hc Vinh Khúa lun tt nghip Tr-ờng đại häc vinh Khoa sinh häc _ Nguyễn thị linh ĐáNH GIá ảNH HƯởNG CủA CHấT THảI CHĂN NUÔI HEO ĐếN MộT Số CHỉ TIÊU MÔI TRƯờNG NƯớC TạI XÃ NGHI CÔNG NAM, NGHI LộC, NGHệ AN khóa luận tốt nghiệp ĐạI HọC ngành cử nhân khoa học môi tr-ờng Vinh - 2012 SVTH: Nguyễn Thị Linh Lớp 49B1- KHMT Trường i Hc Vinh Khúa lun tt nghip Tr-ờng đại học vinh Khoa sinh häc _ ĐáNH GIá ảNH HƯởNG CủA CHấT THảI CHĂN NUÔI HEO ĐếN MộT Số CHỉ TIÊU MÔI TRƯờNG NƯớC TạI XÃ NGHI CÔNG NAM, NGHI LộC, NGHệ AN khóa luận tốt nghiệp ĐạI HọC ngành cử nhân khoa học môi tr-ờng Giảng viên h-ớng dẫn : TS Phan Xuân Thiệu Sinh viên thực : Nguyễn Thị Linh Líp : 49 CN KHMT Vinh - 2012 SVTH: Nguyễn Thị Linh Lớp 49B1- KHMT Trường Đại Học Vinh Khóa luận tốt nghiệp  LỜI CẢM ƠN  Trước hết, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo TS Phan Xuân Thiệu tận tình hướng dẫn bảo em suốt trình hồn thành luận văn tốt nghiệp đại học Em xin cảm ơn thầy giáo, cô giáo tổ Môi trường, thầy cô giáo khoa Sinh học, kỹ thuật viên phịng thí nghiệm, ban chủ nhiệm khoa Sinh học trường Đại Học Vinh tạo điều kiện cho em học tập nghiên cứu Em xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè ln cổ vũ động viên em hồn thành khóa luận tốt nghiệp Nghệ An, tháng năm 2012 Tác giả Nguyễn Thị Linh SVTH: Nguyễn Thị Linh Lớp 49B1- KHMT Trường Đại Học Vinh Khóa luận tốt nghiệp MỤC LỤC MỞ ĐẦU Đặt vấn đề 01 Mục tiêu đề tài 02 Nội dung nghiên cứu 03 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 04 1.1.Tổng quan chất thải chăn nuôi heo trạng quản lý chất thải chăn nuôi heo Việt Nam 04 1.1.1 Đặc điểm chất thải chăn nuôi heo 04 1.1.1.1 Chất thải rắn – phân 04 1.1.1.2 Nước phân 07 1.1.1.3 Nước thải 08 1.1.1.4 Khí thải 11 1.1.2 Tổng quan chất thải chăn nuôi heo giới 11 1.1.3 Tình hình quản lý chất thải chăn nuôi heo Việt Nam 13 1.1.3.1 Chất thải rắn 13 1.1.3.2 Chất thải lỏng 15 1.2 Các phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi heo 16 1.2.1 Xử lý học 16 1.2.2 Xử lý hóa lý 16 1.2.3 Xử lý sinh học 17 1.2.4 Các cơng trình kỵ khí có triển vọng áp dụng cho xử lý nước thải chăn nuôi heo 17 1.2.5 Các cơng trình hiếu khí có triển vọng áp dụng cho xử lý chất thải chăn nuôi 20 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1 Đối tượng nghiên cứu 22 SVTH: Nguyễn Thị Linh Lớp 49B1- KHMT Trường Đại Học Vinh Khóa luận tốt nghiệp 2.2 Phương pháp nghiên cứu 22 2.2.1 Phương pháp thu mẫu 22 2.2.2 Phương pháp phân tích tiêu nước 22 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 28 3.1 Điều kiện tự nhiên kinh tế địa phương 28 3.1.1 Vị trí địa lý 28 3.1.2 Đặc điểm địa hình 28 3.1.3 Khí hậu 29 3.1.4 Điều kiện kinh tế xã hội 29 3.2 Tình hình chăn ni heo địa bàn xã 33 3.2.1 Hiện trạng chăn nuôi heo 33 3.2.2 Định hướng phát triển chăn nuôi heo địa bàn 35 3.3 Đánh giá lượng chất thải từ chăn nuôi heo 36 3.4 Kết phân tích số tiêu chất lượng nước 37 3.4.1 Độ pH 37 3.4.2 Oxy hòa tan (DO) 38 3.4.3 Nhu cầu oxy hóa hóa học ( COD) 40 3.4.4 Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) 42 3.4.5 Hàm lượng muối photphat PO43 43 3.4.6 Hàm lượng muối nitơ (NH4+) 45 3.4.7 Hàm lượng SS (mg/l) 46 3.4.8 Tổng coliform 48 3.5 Đề xuất giải pháp xử lý chất thải 49 3.5.1 Xử lý chất thải 49 3.5.2 Xử lý mùi hôi 52 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54 Kết luận: 54 Kiến nghị: 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 SVTH: Nguyễn Thị Linh Lớp 49B1- KHMT Trường Đại Học Vinh Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC VIẾT TẮT Ký hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt BOD Biochemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hóa sinh hóa COD Chemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hóa hóa học DO Dissolved Oxygen Oxy hòa tan SBR Sequencing Batch Reactor Bể phản ứng hoạt động gián đoạn TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TVTS Thực vật thủy sinh UASB Upflow Anaerobic Sludge Bể với lớp bùn kỵ khí dịng hướng Blanket lên VLL Vật liệu lọc VSV Vi sinh vật Xử lý nước thải XLNT SVTH: Nguyễn Thị Linh Lớp 49B1- KHMT Trường Đại Học Vinh Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Khối lượng phân nước tiểu gia súc thải ngày đêm 05 Bảng 1.2 Lượng chất thải chăn ni ước tính năm 2008 05 Bảng 1.3 Thành phần (%) phân gia súc gia cầm 06 Bảng 1.4 Thành phần hố học phân heo có trọng lượng từ 70 – 100kg 06 Bảng 1.5 Một số thành phần vi sinh vật chất thải rắn chăn nuôi heo 07 Bảng 1.6 Thành phần trung bình nước tiểu lọai gia súc 08 Bảng 1.7 Thành phần hố học nước tiểu có trọng lượng từ 70 – 100 kg 09 Bảng 1.8 Tính chất nước thải chăn ni heo 09 Bảng 1.9 Chất lượng nước thải theo điều tra trại chăn nuôi tập trung Traị số huyện thuộc TP Hồ Chí Minh 11 Bảng 3.1 Sản lượng nơng nghiệp năm 2011 31 Bảng 3.2 Số lượng chăn ni tính đến hết năm 2011 33 Bảng 3.3 pH nước qua đợt nghiên cứu 37 Bảng 3.4 Oxy hòa tan nước qua đợt nghiên cứu (mgO2/l) 39 Bảng 3.5 Oxy hóa học qua đợt nghiên cứu (mgO2/l) 41 Bảng 3.6 Oxy sinh hóa qua đợt nghiên cứu (mgO2/l) 42 Bảng 3.7 Hàm lượng muối photphat PO43- qua đợt nghiên cứu (mg/l) 44 Bảng 3.8 Hàm lượng NH4+ qua đợt nghiên cứu (mg/l) 45 Bảng 3.9 Hàm lượng SS(mg/l) qua đợt nghiên cứu 47 Bảng 3.10 Số liệu coliform ( MPN/100ml) 48 Bảng 3.11 Đăc điểm chất thải chăn nuôi heo 49 Bảng 3.12 Nước thải sau qua biogas 50 SVTH: Nguyễn Thị Linh Lớp 49B1- KHMT Trường Đại Học Vinh Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Mơ hình quản lý chất thải rắn chăn ni giới 13 Hình1.2 Mục đích sử dụng phân q trình chăn ni heo theo điều tra số huyện thuộc TP Hồ Chí Minh 14 Hình 1.3 Mục đích sử dụng nước thải q trình chăn ni heo theo điều tra số huyện thuộc TP Hồ Chí Minh 15 Hình 1.4 Sơ đồ cấu tạo bể UASB 19 Hình 3.1 Tốc độ tăng trưởng bình quân hàng năm số đầu 34 Hình 3.2 Biến động số pH nước 38 Hình 3.3 Biến động số DO qua đợt nghiên cứu 39 Hình 3.4 Biến động số COD qua đợt nghiên cứu 41 Hình 3.5 Biến động số BOD5 qua đợt nghiên cứu 43 Hình 3.6 Biến động hàm lượng photphat qua đợt nghiên cứu 44 Hình 3.7 Biến động hàm lượng amoni qua đợt nghiên cứu 46 Hình 3.8 Biến động hàm lượng SS qua đợt nghiên cứu SVTH: Nguyễn Thị Linh 47 Lớp 49B1- KHMT Trường Đại Học Vinh Khóa luận tốt nghiệp MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Từ ngàn năm sống người nông dân Việt Nam gắn liền với lúa chăn nuôi gia súc Chăn nuôi heo không cung cấp phần lớn thịt tiêu thụ ngày, nguồn cung cấp phân hữu cho trồng, mà chăn nuôi heo tận dụng thức ăn thu hút lao động dư thừa nơng nghiệp Với đặc tính riêng tăng trọng nhanh, vịng đời ngắn chăn ni heo ln quan tâm trở thành vật thiếu sống hàng ngày hầu hết gia đình nơng dân Trong năm gần đời sống nhân dân ta không ngừng cải thiện nâng cao, nhu cầu tiêu thụ thịt chủ yếu thịt heo ngày tăng số lượng chất lượng thúc đẩy ngành chăn nuôi heo bước sang bước phát triển Bên cạnh mặt tích cực, vấn đề môi trường ngành chăn nuôi gây dư luận nhà làm công tác mơi trường quan tâm Ở nước có chăn nuôi công nghiệp phát triển mạnh Hà Lan, Anh, Mỹ, Hàn Quốc,… nguồn gây nhiễm lớn Theo tính tốn Dentener Crutsen năm 1994, lượng NH3 có nguồn gốc từ chăn ni đưa vào khí khoảng 22  1012 gN/ năm ( chiếm 48,9% tổng lượng NH3 đưa vào khí hàng năm), nhiều nguồn khác Theo báo cáo tổng kết viện chăn nuôi [1], hầu hết hộ chăn nuôi để nước thải chảy tự môi trường xung quanh gây mùi hôi thối nồng nặc, đặc biệt vào ngày oi Nồng độ khí H2S NH3 cao mức cho phép khoảng 30-40 lần[2] Tổng số vi sinh vật (VSV) bào tử nấm cao mức cho phép nhiều lần Ngoài ra, nước thải chăn ni cịn có chứa coliform, E.coli, COD, trứng giun sán cao nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép Nguồn nước có nguy gây ô nhiễm tầng nước mặt, SVTH: Nguyễn Thị Linh Lớp 49B1- KHMT Trường Đại Học Vinh Khóa luận tốt nghiệp nước ngầm trở thành nguyên nhân trực tiếp phát sinh dịch bệnh cho đàn gia súc Đồng thời, lây lan số bệnh cho người ảnh hưởng đến môi trường xung quanh Ở Việt Nam nói chung Nghi Lộc nói riêng, khía cạnh mơi trường ngành chăn ni quan tâm vài năm trở lại tốc độ phát triển chăn nuôi ngày tăng, lượng chất thải chăn nuôi đưa vào môi trường ngày nhiều, đe dọa đến mơi trường đất, nước, khơng khí xung quanh cách nghiêm trọng Ở Nghi Công Nam – Nghi Lộc việc chăn nuôi heo phổ biến, trung bình nhà ni 5-6 heo chưa có hệ thống xử lý chất thải, ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường, gây nhiều xúc cho người dân ảnh hưởng tới sức khỏe người Mặt khác, với chiến lược phát triển kinh tế địa phương tăng kinh tế hộ gia đình cách tăng cường chăn ni hộ gia đình hay quy mơ trang trại vừa lớn, ngành chăn ni ngày đóng vai trị quan trọng việc phát triển kinh tế địa phương Tuy nhiên, địa bàn chưa có hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi đảm bảo môi trường, mà chủ yếu thải trực tiếp kênh mương gây ô nhiễm môi trường xung quanh ảnh hưởng tới sức khỏe người Chính vậy, mà việc tìm hiểu đánh giá trạng nước thải chăn ni heo địa bàn hoạt động cần thiết Xuất phát từ thực tế đó, khn khổ luận văn tốt nghiệp đại học chọn đề tài: “Đánh giá ảnh hưởng chất thải chăn nuôi heo đến số tiêu môi trường nước xã Nghi Công Nam, Nghi Lộc, Nghệ An” Mục tiêu nghiên cứu - Tìm hiểu tình hình chăn ni heo ảnh hưởng đến môi trường nước mặt xã Nghi Công Nam, Nghi Lộc, Nghệ An - Đề xuất số biện pháp xử lý phù hợp với địa phương nhằm góp phần bảo vệ mơi trường SVTH: Nguyễn Thị Linh 10 Lớp 49B1- KHMT Trường Đại Học Vinh Khóa luận tốt nghiệp đợt thu mẫu mẫu A1 có giá trị COD cao người dân thải phân nước tiểu theo mương gia đình mương chung xóm chưa qua xử lý, khơng hộ gia đình sử dụng biogas chăn nuôi nên hàm lượng chất hữu cao mẫu khác Tất giá trị COD đo mẫu cao QCVN (B1) từ 3,47- 6,13 lần 3.4.4 Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) Nhu cầu oxy sinh hóa lượng oxy cần thiết cho vi sinh vật để oxy hóa ổn định chất hữu / vô nước, điều kiện định BOD gián tiếp mức độ ô nhiễm chất có khả bị oxy hóa sinh học mà đặc biệt chất hữu BOD5 thơng số sử dụng phổ biến nhất, oxy cần thiết để oxy hóa sinh học năm ngày nhiệt độ 200C Bảng 3.6 Oxy sinh hóa qua đợt nghiên cứu (mgO2/l) QCVN 08:2008 Thời gian Đợt Đợt A B A1 Mẫu A1 90,5  0,75 117  1,75 A2 90  0,25 75  0,75 A3 65  1,56 58  0,84 A4 71  1,75 59  79,1 77,3 Trung bình A2 B1 15 B2 25 mẫu SVTH: Nguyễn Thị Linh 50 Lớp 49B1- KHMT Trường Đại Học Vinh Khóa luận tốt nghiệp mgO2/l 140 120 100 Đợt 80 Đợt 60 40 20 Mẫu A1 A2 A3 A4 Hình 3.5 Biến động số BOD5 qua đợt nghiên cứu Kết phân tích tiêu BOD5 thể qua bảng 3.6 biểu đồ 3.5 cho thấy: Qua đợt nghiên cứu nhu cầu oxy hóa học dao động từ 58117 mgO2/l Giá trị BOD5 trung bình đợt 79,1 mgO2/l cao đợt (77,3 mgO2/l), nhìn chung thay đổi qua đợt khơng đáng kể Trong đợt thu mẫu mẫu A1 có giá trị BOD5 cao điều giá trị COD cao, hàm lượng chất hữu cao nơi khác Các giá trị BOD5 đo mẫu cao QCVN (B1) từ 3,87- 7,8 lần 3.4.5 Hàm lượng muối photphat PO43 Trong tự nhiên hàm lượng muối phophat PO43- < 0.01mg/l, khoảng 0.015mg/l đủ gây tượng “nước nở hoa” Thông thường dư thừa gây độc với người động vật lớn hạn chế sinh trưởng thực vật thủy sinh SVTH: Nguyễn Thị Linh 51 Lớp 49B1- KHMT Trường Đại Học Vinh Khóa luận tốt nghiệp Bảng 3.7 Hàm lượng muối photphat PO43- qua đợt nghiên cứu (mg/l) QCVN 08:2008 Thời gian Mẫu Đợt Đợt A A1 0,080  0,015 0,080  0,01 A2 0,085  0,02 A3 0,078  0,015 0,077  0,01 A4 0,080  0.01 0,078  0.01 0,080 0,080 Trung bình B A1 A2 B1 B2