- Prebiotics
c, Chất thải khắ
2.3.2. nhiễm môi trường do chất thải chăn nuôi lợn
Theo số liệu của Tổng cục thống kê tại thời ựiểm 2010, tổng ựàn lợn cả nước ựạt 27,3 triệu con. Ngành chăn nuôi lợn phát triển với tốc ựộ rất nhanh nhưng chủ yếu là tự phát và chưa ựáp ứng ựược các tiêu chuẩn kỹ thuật về chuồng trại và kỹ thuật chăn nuôi. Do ựó năng suất chăn nuôi thấp và gây ô nhiễm môi trường một cách trầm trọng. Mỗi năm, ựàn gia súc gia cầm thải ra khoảng 75-85 triệu tấn chất thải, với phương thức sử dụng phân chuồng không qua xử lý ổn ựịnh và nước thải không qua xử lý xả trực tiếp ra môi trường gây ô nhiễm nghiêm trọng.
Chất thải chăn nuôi tác ựộng ựến môi trường và sức khỏe con người trên nhiều khắa cạnh: gây ô nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm, môi trường
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 26
khắ, môi trường ựất và các sản phẩm nông nghiệp. đây chắnh là nguyên nhân gây ra nhiều căn bệnh về hô hấp, tiêu hoá, do trong chất thải chứa nhiều VSV gây bệnh, trứng giun do vậy phải có các biện pháp thu gom và xử lý chất thải chăn nuôi một cách thỏa ựáng nếu không sẽ ảnh hưởng rất lớn ựến sức khỏe con người, vật nuôi và gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. đặc biệt là các virus biến thể từ các dịch bệnh như lở mồm long móng, dịch bệnh tai xanh ở lợn có thể lây lan nhanh chóng và có thể gây ảnh hưởng ựến sức khỏe của con người.
Ô nhiễm môi trường khu vực trại chăn nuôi do sự phân huỷ các 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 khắ ựã lập tức bay lên, khắ thải chăn nuôi bao gồm hỗn hợp nhiều loại khắ trong ựó có trên 40 loại gây mùi, chủ yếu là H2S và NH3. Trong ựiều kiện kỵ khắ cộng với sự có mặt của vi khuẩn trong phân và nước thải xảy ra quá trình khử các ion sunphát( SO42-) thành sunphua (S2-). Trong ựiều kiện bình thường thì H2S là một trong những nguyên nhân gây ra các vấn ựề về màu và mùi. Nồng ựộ S2- tại hố thu nước thải chăn nuôi lợn có thể lên ựến 330 mg/l cao hơn rất nhiều so với tiêu chuẩn (theo TCVN 5945-2005 cột C nồng ựộ sunfua là 1,0mg/l).
Càng thâm canh ngành chăn nuôi thì ô nhiễm môi trường càng tăng, nếu không có các biện pháp xử lý chất thải ựi kèm. Trong quá trình chăn nuôi lượng khắ CO2 thải ra chiếm 9% và lượng khắ CH4 (một loại khắ có khả năng gây hiệu ứng nhà kắnh cao gấp 21 lần CO2) chiếm 37%. Lượng khắ CH4 chủ yếu ựược tạo ra ở ựộng vật nhai lại, những vi khuẩn phân hủy Cellulose trong cỏ ựể tạo ra năng lượng là một quá trình yếm khắ, tiến trình ựó gây ra sự thoát khắ CH4 qua ợ hơi. Quá trình chăn nuôi còn tạo ra 65% lượng khắ NOx (có khả năng gây hiệu ứng nhà kắnh cao gấp 296 lần CO2) và tạo ra 2/3 tổng lượng phát thải khắ NH3, nguyên nhân chắnh gây mưa axit phá hủy các hệ sinh thái.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 27
Mức phát tán ngày càng cao của các chất khắ sẽ ảnh hưởng tới khắ hậu toàn cầu cũng như chất lượng ựất từng vùng. Vì thế, ngay từ ựầu nên có các biện pháp bảo ựảm phù hợp ựể hạn chế tới mức thấp nhất ảnh hưởng xấu của chăn nuôi thâm canh ựối với khắ hậu và ựất ựai.
Nguồn chất thải rắn và lỏng do vật nuôi thải ra bị tắch tụ lại dẫn ựến các chất ựạm (nitơ) chuyển thành 1 lượng khá lớn khắ NH3. Trong ựiều kiện hiếu khắ, NH3 ựược VSV chuyển thành NO3-. Khi thấm xuống ựất, một phần NO3- ựược vi khuẩn kỵ khắ biến thành NO, NO2-, N2O; phần còn lại, theo thời gian, ngấm vào nước gây ô nhiễm nguồn nước ngầm. Khắ NO2 bay vào không khắ, gây tác ựộng xấu ựến tầng Ozon của khắ quyển bao quanh trái ựất, trong ựó có gây hiệu ứng nhà kắnh. Theo tổ chức Nông Lương Thế Giới (FAO), chất thải của gia súc toàn cầu tạo ra 65% lượng N2O trong khắ quyển. đây là loại khắ có khả năng hấp thu năng lượng mặt trời cao gấp 296 lần so với khắ CO2. động vật nuôi còn thải ra 9% lượng khắ CO2 toàn cầu, 37% lượng khắ CH4- loại khắ có khả năng giữ nhiệt cao gấp 23 lần khắ CO2, theo Nguyễn Khoa Lý (2008).
Bên cạnh chăn nuôi gia súc, gia cầm thì việc nuôi trồng thuỷ sản góp phần không nhỏ trong việc gây ra ô nhiễm. Theo Lăng Ngọc Huỳnh, hình thức nuôi thâm canh theo hướng công nghiệp, thức ăn tổng hợp này có chứa protein thô (chiếm 30- 35%), trong khi ựó thuỷ ựộng vật chỉ hấp thụ 25- 40% lượng N, 17- 25%, lượng P, do hiệu quả hấp thụ N, P trong thức ăn không cao ựã góp phần làm giảm nguồn ô nhiễm nước, theo Giáo trình ô nhiễm nước - Trường đại học Cần Thơ, trang 21-24.
Các chất khắ phát tán có nguồn gốc nông nghiệp và công nghiệp ựược chuyển hoá hoá học trong không khắ. Sol khắ (gồm những hạt bụi, hạt keo phân tán có kắch cỡ tử 0,01- 10 mm) ựược hình thành, gây ảnh hưởng hiệu ứng nhà kắnh. Thêm nữa, sự hình thành các sản phẩm phản ứng làm thay ựổi
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 28
khả năng oxy hoá của tầng ựối lưu dẫn tới sự hình thành các axắt. NH3 ựóng một vai trò lớn trong quá trình này. Trong khi NH3 trong không khắ ựược trung hoà nhờ các thành phần sol khắ có tắnh axắt và mưa axắt thì ở trong ựất nó lại bị chuyển hoá thành axắt nitric.
Các hoạt ựộng sản xuất nông nghiệp (chăn nuôi, sử dụng phân bón) ựã ựược xác ựịnh là các nguồn lớn thải khắ NH3 ra môi trường. Số lượng ựàn vật nuôi ựã và ựang tăng ựáng kể, cũng tương tự là sự phát thải NH3 từ phân bón nitơ (Sutton và cs 1993). Sự gia tăng mạnh nhất gây ra bởi nhóm vật nuôi lợn và gia cầm. Trong các hoạt ựộng chăn nuôi, sự thải NH3 vào môi trường trước hết là từ chuồng trại, nuôi vỗ béo mở (hở), chế biến và dự trữ phân, sử dụng phân bón trên ựất, Ầ
Nitơ ựược thải ra ở dạng ure (ựộng vật có vú) hoặc axit uric (chim) và NH3, nitrogen hữu cơ trong phân và nước tiểu của vật nuôi. để biến ure hoặc axit uric thành NH3 cần có enzyme urease. Sự biến ựổi này xảy ra rất nhanh, thường là trong ắt ngày. Biến ựổi các dạng phức hợp nitrogen hữu cơ trong phân xảy ra chậm hơn (hàng tháng hoặc hàng năm). Trong cả 2 trường hợp, nitrogen ựược biến ựổi thành hoặc là ammonium (NH4+) trong ựiều kiện pH axit hoặc trung tắnh, hoặc thành ammoniac( NH3) trong ựiều kiện pH cao hơn.
NH3 thoát ra sẽ gây ảnh hưởng xấu lên môi trường, như làm axit hóa ựất và gây phì nhiêu hóa nước mặt giúp thực vật (tảo ựộc hại) phát triển sẽ tiêu diệt ựộng vật nước do làm giảm lượng oxy. điều cần quan tâm ựặc biệt là NH3 trong không khắ chuồng nuôi, do nó thường xuyên ựược tắch tụ trong chuồng có ựộ thông thoáng kém. Tăng mức NH3 sẽ ảnh hưởng xấu ựối với sức khỏe và năng suất vật nuôi. đồng thời NH3 có thể ảnh hưởng xấu lên sức khỏe con người, dù chỉ ở mức thấp cũng có thể gây sưng phổi, sưng mắt. Nồng ựộ cao NH3 trong không khắ ảnh hưởng ựáng kể tới hô hấp và tim mạch của con người.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 29
Một số chất khắ mật ựộ thấp trong không khắ có nguồn gốc từ nông nghiệp và công nghiệp có thể hấp thụ một số loại bức xạ từ mặt trời. Chúng làm cho một phần năng lượng không quay trở lại không gian, mà bị giữ lại ở tầng ựối lưu thấp hơn, vì thế lớp không khắ gần mặt ựất bị nóng lên, gây hiệu ứng khắ nhà kắnh một cách tự nhiên.
Nói chung, các chất khắ hấp thụ nhiệt bức xạ từ trái ựất ựược gọi là khắ nhà kắnh. Chúng là hơi nước, CO2, CH4, N2O và ozon, ựược hình thành trong các quá trình tự nhiên và có sẵn trong khắ quyển từ trước thời kỳ công nghiệp. Hoạt ựộng của con người ựã làm nổng ựộ các chất khắ này tăng cao (ngoại trừ H2O) nhất là từ thời kỳ công nghiệp hoá. Ngoài ra còn có cả các chất khắ khác không sinh ra một cách tự nhiên cũng góp phần vào quá trình này, như là floclohydrocacbon. Trong ngành chăn nuôi có hai chất khắ chủ yếu phát tán gây hiệu ứng nhà kắnh là CH4 và N2O. Hàng thế kỷ qua, nồng ựộ các chất khắ này ựã tăng một cách ựáng kể. Hàm lượng CH4 trong không khắ tăng gấp 2 lần, nồng ựộ N2O tăng hơn 30%.
CH4 là sản phẩm quá trình trao ựổi chất với sự góp sức của vi khuẩn kỵ khắ (vi khuẩn kỵ khắ sinh metan). Trong sinh quyển, khắ CH4 ựược sản sinh ở bất cứ nơi nào có chất hữu cơ phân huỷ trong ựiều kiện kỵ khắ (thiếu oxy).
Trong ngành chăn nuôi quá trình lên men thức ăn trong dạ dày ở các ựộng vật nhai lại lẫn không nhai lại ựều tạo ra CH4. Trong khi tiêu hoá xenluloza, ựộng vật nhai lại góp phần lớn nhất trong việc sản sinh ra khắ CH4. Khối lượng khắ sinh ra phụ thuộc vào chất lượng và số lượng thức ăn và các yếu tố ựa dạng khác nữa.
CH4 cũng sinh ra trong quá trình phân huỷ các chất thải gia súc, chủ yếu là chất hữu cơ trong ựiều kiện kỵ khắ. Còn trong ựiều kiện hiếu khắ, CO2 sẽ ựược hình thành. Vì CH4 là chất gây hiệu ứng khắ nhà kắnh mạnh
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦ 30
hơn CO nên tốt hơn hết là cho các chất thải ựược phân huỷ trong ựiều kiện có oxy (hiếu khắ).
Sự hình thành khắ nhà kắnh N2O chủ yếu xuất hiện trong quá trình ựồng hoá nitơ trong ựất và chắc chắn có liên quan tới vi sinh vật kỵ khắ, nitrat bị khử thành N2O hoặc nitơ phân tử. Trong quá trình oxy hoá nhờ vi khuẩn của ion amoni tạo ra nitrat, N2O cũng ựược hình thành.
Trong ngành chăn nuôi, chất thải từ gia súc và thức ăn của nó là nguồn sinh N2O, hiện chiếm 13% tổng lượng N2O phát tán toàn cầu. Chăn nuôi thâm canh có nghĩa là tạo ựiều kiện ựể tăng lượng N2O phát tán.
Từ ngành chăn nuôi cũng phát tán lượng lớn NH3. Mặc dù bản thân chất khắ này không gây hiệu ứng khắ nhà kắnh, nhưng qua tác dụng tương hỗ của NH3 với các chất khắ phát tán do tác ựộng của con người và qua sự biến ựổi do vi sinh vật trong ựất, thì nó cũng ảnh hưởng tới hiệu ứng khắ nhà kắnh và làm tổn hại tới chất lượng ựất.
Việc kiểm soát chất thải chăn nuôi là một nội dung cấp bách cần ựược các cấp quản lý, các nhà sản xuất và cộng ựồng dân cư bắt buộc quan tâm ựể: hạn chế ô nhiễm môi trường, bảo vệ sức khỏe của con người, cảnh quan khu dân cư cũng như không kìm hãm sự phát triển của ngành.