Chất lượng môi trường nước xung quanh ở nhiều khu vực chăn nuôi của nước ta đang bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Nguyên nhân chính của tình trạng này là do chất thải từ hoạt động chăn nuôi không được xử lý triệt để trước khi thải bỏ ra ngoài môi trường.
Theo kết quả nghiên cứu chất lượng môi trường nước mặt trong chăn nuôi lợn trang trại tập trung trên cả nước (bảng 1.13), xét theo Tiêu chuẩn Vệ sinh nước thải chăn nuôi (TCN 678-2006), giá trị BOD và COD ở miền Trung vượt TCN khoảng 1,2 – 1,3 lần. Đặc biệt, cả ba miền đều có giá trị Coliform vượt quá TCN khoảng 1,06 – 4,8 lần. Tuy nhiên, nếu so sánh với QCVN 08:2008 cột A2 và B1, tất cả các giá trị này đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép nhiều lần. Do vậy, nhìn chung chất lượng môi trường nước xung quanh trang trại chăn nuôi lợn ở nước ta đang ở mức báo động bị ô nhiễm.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 26
Bảng 1.13. Giá trị BOD, COD và Coliform tổng số trong nước ao tại các trang trạichăn nuôi lợn tại ba miền Miền Số mẫu COD (mg/l) BOD (mg/l) Coliform (MPN/100ml) Miền Bắc 3 69 38 5.303 Miền Trung 1 514 360 21.000 Miền Nam 1 24 12 24.000 TCVN 678-2006 400 300 5.000 Nguồn: Vũ Thị Khánh Vân và cs, 2013
Do đặc điểm phân bố chăn nuôi chủ yếu tập trung ở phía Bắc, đặc biệt là vùng đồng bằng sông Hồng nên môi trường nước ở khu vực này ngày càng bị ô nhiễm nghiêm trọng bởi nguồn thải chăn nuôi gây ảnh hưởng đến cuộc sống, sức khỏe người dân và môi trường khu vực.
Tại Hải Dương, hoạt động chăn nuôi lợn trong hộ gia đình bùng phát mạnh mẽ đã làm ô nhiễm nghiêm trọng nước mặt tại xã Lai Vu khi mà hầu hết các thống số như BOD, COD, NH+4, NO-3, PO3-4 đều vượt quá ngưỡng cho phép của TCVN:5942/1995- Cột A nhiều lần (Bảng 1.14). Đồng thời chất lượng nước ngầm ở khu vực này cũng bị ảnh hưởng nghiêm trọng khi mà nồng độ NH+4 quan trắc được dao động 0,98-6,34 mg/L vượt qua tiêu chuẩn nước ăn uống của Việt Nam từ 25-162 lần (Hồ Thị Lam Trà và cộng sự, 2008; Thi Lam Tra HO và cộng sự, 2010).
Tại Hà Nội, kết quả khảo sát của sở Khoa học & Công nghệ thành phố tại các hộ chăn nuôi Lợn với quy mô 3-43 con ở các xã Trung Châu, Đan Phượng thì có tới 93,33% hộ có mức độ ô nhiễm môi trường xung quanh ở tình trạng báo động. Chăn nuôi lợn ở các xã Tô Hiệu và Thường Tín, Hà Nội do xả thải thẳng phân, nước tiểu lợn nuôi ra cống rãnh và hệ thống thoát nước xung quanh đã làm môi trường ởđây ô nhiễm nặng nề, ảnh hưởng lớn đến sức khỏe người dân(VũĐình Tôn và cộng sự, 2008).
Tại Hưng Yên, kết quả quan trắc chất lượng nước mặt tại các trang trại chăn nuôi lợn trên địa bàn hai huyện Văn Giang và Khoái Châu đã chỉ ra hầu hết chất
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 27 lượng nước mặt tại các trang trại đều bị ô nhiễm ở các mức độ khác nhau. Trong đó mức độ ô nhiễm trong các mô hình Chuồng-Ao và mô hình Vườn-Ao-Chuồng có mức độ ô nhiễm nước mặt nhẹ hơn, chất lượng nước xung quanh các trang trại theo mô hình Chuồng và Chuồng-Vườn bị ô nhiễm ở mức nghiêm trọng (Cao Trường Sơn và các cộng sự, 2011).
Bảng 1.14: Kết quả quan trắc nước mặt tại xã Lai Vu tỉnh Hải Dương
Stt Thông
số Giá trị Thời gian quan trắc (tháng/năm)
8/07 9/07 10/07 11/07 12/07 01/08 02/08 3/08 4/08 1 pH n= 4 Max 8,20 7,89 7,47 7,32 7,73 7,57 7,16 7,98 8,51 Min 7,30 7,02 7,33 6,81 7,12 7,21 6,78 7,17 7,56 TB 7,80 7,53 7,37 7,10 7,47 7,47 6,96 7,56 7,98 2 DO n= 4 (mg/L) Max 3,49 4,48 4,67 2,17 3,01 5,59 3,70 1,96 5,59 Min 1,00 2,37 2,46 0,81 2,55 3,84 2,58 0,29 3,84 TB 2,67 3,87 3,89 1,36 2,81 4,39 3,19 1,27 3,71 3 BOD5 n=4 (mg/L) Max - - 21,90 11,90 18,50 15,02 9,75 6,68 6,78 Min - - 15,60 0,50 3,10 4,90 8,45 3,80 4,45 TB - - 19,38 7,48 7,43 7,98 9,05 4,96 5,25 4 COD n=4 (mg/L) Max 52 48 60 36 80 65 68 76 65 Min 40 32 24 10 12 23 48 28 45 TB 43 39 44 25 44 40 56 56 56 5 NO3 - - N n= 4 (mg/L) Max 0,19 0,36 2,17 1,06 0,76 5,41 1,12 5,07 1,52 Min 0,15 0,13 1,09 0,44 0,13 1,32 0,05 0,26 0,06 TB 0,17 0,26 1,50 0,75 0,46 2,88 0,62 1,62 0,55 6 NH4+ - N n= 4 (mg/L) Max 9,65 1,39 1,23 4,71 23,28 18,19 13,01 3,37 10,17 Min 0,50 0,52 060 1,16 3,75 1,99 3,32 0,42 1,05 TB 2,91 1,03 0,89 2,78 9,36 7,45 8,82 2,01 5,06 7 PO43-- P n= 4 (mg/L) Max 5,53 1,70 4,99 5,13 5,43 1,51 5,51 9,34 8,22 Min 1,25 0,14 1,42 2,15 0,83 0,67 3,24 1,58 2,06 TB 2,65 0,66 2,93 3,19 2,36 0,97 4,36 5,97 5,42 Nguồn: Hồ Thị Lam Trà và cộng sự, 2008
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 28 Tại khu vực miền Nam nước ta kết quả theo dõi chất nước tại các kênh, rạch xung quanh khu vực chăn nuôi Lợn đã chỉ ra nồng độ NH+4 vượt quá tiêu chuẩn TCVN:5942-1995 Cột A từ 6-12 lần (Ngô Ngọc Hưng và Huỳnh Kim Định, 2008).
Như vậy có thể thấy hiện trạng ô nhiễm nước do chất thải chăn nuôi diễn ra khá phổ biến ở nhiều khu vực chăn nuôi trên địa bàn cả nước. Nguyên nhân chính là do không kiểm soát một cách triệt để nguồn nước thải và phân thải phát sinh từ các chuồng trại chăn nuôi.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 29
Chương 2
ĐỐI TƯỢNG – NỘI DUNG – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu.
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu
Đề tài tập trung nghiên cứu hiện trạng môi trường nước cho các trang trại chăn nuôi lợn được xác định theo Thông tư số 27/2011/BNNPTNT- Quy định về Quy chế và thủ tục cấp giấy chứng nhận kinh tế trang trại tại huyện Gia Lâm.
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi thời gian: Từ 12/2013 đến 12/2014
Phạm vi không gian: Huyện Gia Lâm, thành phố Hà Nội.
Phạm vi nội dung: Đề tài tập trung vào vấn đề ô nhiễm môi trường nước (Nước mặt và nước ngầm) của các trang trại chăn nuôi lợn.Đồng thời, đề tài chỉ nghiên cứu, đánh giá các thông số vật lý và hóa học của môi trường nước.
2.2. Nội dung nghiên cứu
Để thực hiện các mục tiêu nghiên cứu đã đề ra đề tài tập trung thực hiện các nội dung nghiên cứu cụ thể như sau:
Nghiên cứu và phân tích tổng hợp các điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của huyện Gia Lâm nhằm xác định những khó khăn, thuận lợi đối với việc phát triển các trang trại chăn nuôi lợn nói riêng và phát triển chăn nuôi nói chung. Tìm hiểu tình hình phát triển và đặc điểm cơ sở hạ tầng kỹ thuật của các trang trại chăn nuôi lợn được xác định theo TT27/2011/BNNPTNT trên địa bàn huyện Gia Lâm, thành phố Hà Nội.
Nghiên cứu xác định rõ các nguồn thải phát sinh, hiện trạng môi trường và hiện trạng quản lý chất thải của các trang trại chăn nuôi lợn trên địa bàn huyện Gia Lâm, thành phố Hà Nội.
Nghiên cứu đề xuất các giải pháp bảo vệ môi trường phù hợp cho các trang trại chăn nuôi lợn trên địa bàn huyện Gia Lâm, thành phố Hà Nội.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 30
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.1. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp:
Thu thập số liệu thứ cấp từ các công trình nghiên cứu, các báo cáo, bài báo khoa học và các số liệu thống kê sẵn có liên quan tới đề tài nhằm:
Tìm hiểu các điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội của địa điểm nghiên cứu. Nắm rõ tình hình phát triển của các trang trại chăn nuôi Lợn trên địa bàn nghiên cứu trong những năm qua.
Các tài liệu thứ cấp cần thu thập bao gồm:
Báo cáo phát triển kinh tế, xã hội huyện Gia Lâm;
Các số liệu thống kê vềđặc điểm tự nhiên của huyện Gia Lâm như: Nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa, địa chất, thủy văn...;
Các báo cáo về tình hình phát triển chăn nuôi; số liệu thống kê về các trang trại chăn nuôi lợn theo TT27/2011/BNNPTNT trên địa bàn huyện;
Các công trình nghiên cứu, báo cáo khoa học...về bảo vệ môi trường trong chăn nuôi của các nhà khoa học, các cơ quan, tổ chức trong và ngoài nước; Các nguồn tài liệu khác có liên quan tới đề tài.
2.3.2. Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp
2.3.2.1. Phương pháp điều tra bảng hỏi:
Theo số liệu thống kê của huyện Gia Lâm hiện trên địa bàn huyện có tổng số 22 trang trại chăn nuôi đạt tiêu chí của Thông tư 27/2011/BNNPTNT. Để tìm hiểu tình hình phát triển và đặc điểm sản xuất của các trang trại chăn nuôi chúng tôi đã tiến hành thiết kế phiếu điều tra đểđiều tra đối với chủ các trang trại.
Quá trình điều tra tại bảng hỏi được thực hiện một cách tổng thể với toàn bộ 22 trang trại chăn nuôi lợn trên địa bàn nghiên cứu. Mẫu phiếu điều tra (Phụ lục 1). Vị trí của các trang trại điều tra được chỉ ra trong Bản đồ lấy mẫu (phụ lục 5).
2.3.2.2. Phương pháp điều tra khảo sát thực địa
Quá trình điều tra khảo sát địa bàn nghiên cứu và các trang trại chăn nuôi lợn được kết hợp thực hiện với quá trình điều tra bảng hỏi nhằm:
Quan sát các cơ sở hạ tầng, quy trình sản xuất, công trình bảo vệ môi trường của các trang trại chăn nuôi lợn.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 31 Nghiên cứu để lựa chọn một số các trang trại đại diện để tiến hành nghiên cứu sâu về quy trình sản xuất.
Chụp ảnh các nguồn thải, hệ thống chuồng trại, hệ thống quản lý chất thải của các trang trại nghiên cứu.
Gặp gỡ trao đổi và thu thập thông tin với các chủ trang trại, với các thành viên của trang trại để nắm rõ hơn các thông tin, tình hình sản xuất chăn nuôi lợn trên địa bàn nghiên cứu.
2.3.3. Phương pháp lựa chọn các trang trại nghiên cứu chuyên sâu
Xã Văn Đức, huyện Gia Lâm là 1 trong 13 xã chăn nuôi trọng điểm trên địa bàn thành phố Hà Nội, số trang trại chăn nuôi của huyện Gia Lâm phần lớn tập trung tại đây. Ngoài ra, các trang trại ở huyện Gia Lâm là tương đối đồng nhất về điều kiện sản xuất.Vì vậy, tiến hành lựa chọn 03 trang trại điển hình tại xã Văn Đức đại diện cho các trang trại nghiên cứu của huyện Gia Lâm để thực hiện các nghiên cứu sâu. Thông tin cơ bản của 3 trang trại này được trình bày trong bảng 2.1.
Bảng 2.1: Danh sách các trang trại nuôi lợn được lựa chọn để nghiên cứu sâu
TT Chủ trang trại Địa chỉ Kiểu hình TT Thời gian thành lập
01 Nguyễn Văn Lương Trung Quan, Văn Đức, Gia Lâm VAC 2007 02 Đinh Trọng Quý Sơn Hô, Văn Đức, Gia Lâm VC 2010 03 Trần Huy Hoàng Chử Xá, Văn Đức, Gia Lâm VC 2011
Tại 03 trang trại đã lựa chọn tiến hành kiểm kê các yếu tốđầu vào (giống vật nuôi, lượng thức ăn, điện, nước) và các yếu tốđầu ra (số lượng lợn xuất chuồng, các loại chất thải phát sinh) của quy trình chăn nuôi. Tiến hành cân phân thải và đo lượng nước thải phát sinh từ các chuồng nuôi để tính toán các hệ số phát thải chất thải rắn và nước thải bình quân/đầu lợn/ngày đêm. Các hệ số phát thải này sẽ được sử dụng để ước tính lượng phân thải và nước thải phát sinh cho tất cả các trang trại trên địa bàn nghiên cứu.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 32
2.3.4. Phương pháp ước tính nguồn thải
2.3.4.1. Ước tính phát thải chất thải rắn
Đểước tính lượng phát thải chất thải rắn chúng tôi tiến hành cân phân thải tại các chuồng nuôi lợn (tại 03 trang trại được lựa chọn để nghiên cứu sâu) trong vòng một tuần để xác định hệ số phát thải. Quá trình cân chất thải rắn được tiến hành ở 3 loại chuồng:
Chuồng lợn nái Chuồng lợn thịt Chuồng lợn con
Kết quả cân phân thải được sử dụng để xác định hệ số phát thải bình quân cho một đầu lợn ở các giai đoạn khác nhau (đơn vị tính kg/con/ngày đêm).
2.3.4.2. Ước tính phát thải chất thải lỏng
Chất thải lỏng phát sinh từ các chuồng chăn nuôi lợn gồm nước tiểu và nước rửa chuồng. Để xác định lượng nước thải phát sinh chúng tôi tiến hành xác định định mức phát thải nước thải/đầu lợn nuôi/ngày bằng cách:
Hứng lượng nước thải phát sinh tại các chuồng nuôi lợn: Chuồng lợn nái, lợn thịt và lợn con;
Quá trình hứng nước thải được áp dụng với 3 trang trại nghiên cứu sâu và được diễn ra trong vòng 1 tuần.
Các số liệu theo dõi được sử dụng để tính định mức phát thải nước thải trung bình cho một đầu lợn (m3/con/ngày đêm).
2.3.5. Phương pháp lấy mẫu nước
2.3.5.1. Phương pháp lấy mẫu nước mặt
Tiến hành lấy mẫu nước mặt tại cácnguồn nước tiếp nhận chất thải từ các hoạt động chăn nuôi lợn(các ao, hồ, kênh, mương) trong và xung quanh các trang trại chăn nuôi lợn. Các thông tin chi tiết về hoạt động lấy mẫu nước mặt như sau
Tổng số mẫu lấy: 15 mẫu (15 trang trại), vị trí lấy mẫu của các trang trại được chỉ ra trong Bản đồ lấy mẫu ở phần Phụ lục 2.
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 33 Tần suất lấy mẫu: 02 lần (Lần 1 mùa khô – T2/2014 và Lần 2 mùa mưa – T7/2014).
2.3.5.2. Phương pháp lấy mẫu nước ngầm
Đểđánh giá chất lượng nước ngầm của các trang trại chăn nuôi lợn chúng tôi đã tiến hành lấy mẫu nước tại các giếng khoan đang được sử dụng của các trang trại, cụ thể như sau:
Tổng số trang trại lấy mẫu: 15 trang trại
Tần suất lấy mẫu: 02 lần (Lần 1 mùa khô 2/2014 và Lần 2 mùa mưa 7/2014) Phương pháp lấy mẫu: Theo thủ tục quy định tại TCVN 6663-11:2011
2.3.5.3. Phương pháp lấy mẫu nước thải
Tiến hành lấy mẫu nước thải trên quy trình chăn nuôi lợn của 03 trang trại nghiên cứu chuyên sâu, cụ thể:
Tổng số mẫu lấy: 09 mẫu
Tần xuất lấy mẫu: 01 lần (T2/2014)
Vị trí lấy mẫu: Chuồng lợn nái, lợn con và lợn thịt (Hình 2.1)
Hình 2.1. Vị trí lấy mẫu nước thải tại các chuồng nuôi lợn
2.3.6. Phương pháp phân tích chất lượng nước
Các mẫu nước mặt, nước ngầm và nước thải sau khi lấy được tiến hành đo các chỉ tiêu nhanh như: pH, DO bằng máy đo pH/DO/Eh cầm tay. Các thông số còn lại được tiến hành phân tích tại phòng thí nghiệm bộ môn Hóa, Khoa Môi trường, Học viện Nông Nghiệp Việt Nam theo đúng quy trình quy định hiện hành của Bộ Tài nguyên và Môi trường.
Lợn nái (Lợn sinh sản)
Lợn con (Lợn bột)
Lợn thịt
Nơi tiếp nhận (kênh, ao, hồ, sông…)
M1, M4,
M7 M2, M5, M8
M3, M6, M9 Nước thải Nước thải Nước thải
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 34 Theo đặc tính của chất thải chăn nuôi gồm chủ yếu là các chất hữu cơ, nito và photpho, vì vậy lựa chọn các thông số phân tích bao gồm:
Nước mặt: pH, DO, COD, NH4+, NO3-, TN, TP, PO43- Nước ngầm: pH, NO3- và NH4+
Nước thải: pH, COD, TN, TP, NH4+, NO3-, PO43-
Thủ tục phân tích các thông số chất lượng nước được trình bày trong bảng 2.2
Bảng 2.2. Phương pháp phân tích các thông số chất lượng nước
STT Thông số Phương pháp phân tích Tiêu chuẩn quy định
1 pH Đo nhanh bằng máy đo pH meter 2 DO Đo nhanh bằng máy đo DO meter
4 COD Chuẩn độ lượng dư K2Cr2O7 bằng muối
Mohn. TCVN 6941-1999
5 NH4+ Phương pháp Nessler, sử dụng máy so
màu UV/VIS tại bước song 410nm TCVN 6179-1996 6 NO3- Phương pháp Catadol, sử dụng máy so
màu UV/VIS tại bước sóng 420nm TCVN 7323-2:2004