2.1.1. Tình hình nuôi cá tra tại ĐBSCL
Với điều kiện tự nhiên thuận lợi và nhu cầu xuất khẩu ngày càng tăng nhanh nên ngành nuôi trồng thủy sản ngày càng phát triển nhất là nuôi cá tra – basa đã trở thành nghề nuôi trồng được ưa chuộng nhất trong khu vực ĐBSCL nói riêng và cả nước nói chung.
Năm 2003 diện tích nuôi cá tra của đồng bằng sông Cửu Long là 2.792 ha đến năm ốc độ tăng trưởng bình quân là 18,1% trên năm. Trong đó Tp. Cần Thơ là địa phương có diện tích nuôi cá tra cao nhất trong vùng (1.569ha, chiếm 29%); kế đến là An Giang (1.393ha, chiếm 25,7%); Đồng Tháp (1.272ha, chiếm 23,4%). Chỉ riêng 3 tỉnh trên đã chiếm khoảng 78% diệ
Hình 2.1. Diễn biến diện tích và sản lượng cá tra ở vùng ĐBSCL giai đoạn 1997-7 tháng/2008 và quy hoạch đến năm 2020
Theo quy hoạch phát triển của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn thì tốc độ tăng trưởng diện tích trong vùng trong các năm tới trung bình khoảng 4,2%/năm. Cụ thể đến năm 2010 diện tích nuôi cá tra của vùng đạt 8.600 ha tập trung chủ yếu ở Đồng Tháp là 2.300 ha, An Giang với 2.100 ha.
Khóa luận tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật Môi trường
GVHD: Ths. Trần Thị Hồng Ngọc 3
SVTH: Võ Thị Lành – DMT072020
Đến năm 2015 diện tích nuôi cá tra – basa của vùng đạt 11.000 ha và đến năm 2020 là 13.000 ha.
Như vậy, từ quy hoạch trên cho thấy diện tích nuôi cá tra – basa sẽ tăng dần trong thời gian tới và sản lượng nuôi đến năm 2020 sẽ có thể đạt 1,8 triệu tấn.
Với sản lượng như trên áp lực đối với môi trường ngày càng cao đặc biệt trong điều kiện hiện nay diện tích đất nuôi trồng ngày càng tăng đã làm nguồn nước ngày càng ô nhiễm và hơn thế nữa là hàm lượng bùn thải từ việc nạo vét ao nuôi chưa có xử lý thải vào môi trường (Tiến Tường, 2007).
2.1.2. Tình hình nuôi cá tra tại An Giang
An Giang là tỉnh nổi tiếng trong nghề nuôi cá tra - basa dọc theo hai bờ sông Tiền và sông Hậu. Cá tra – basa là một trong những mặt hàng xuất khẩu chủ lực của An Giang. Sản lượng tỉnh An Giang tăng từ 25 đến 27%/năm và chiếm 70% sản lượng của khu vực ĐBSCL. Quí I năm 2008 An Giang đạt sản lượng trên 90.000 tấn tăng 63% so với cùng kỳ (Bộ Công thương, 2008). Từ đầu năm 2008 đến nay, diện tích thả nuôi thủy sản của tỉnh An Giang đạt 1.570ha, tăng 57% so với cùng kỳ, đạt sản lượng 115.000 tấn, tăng 2,5 lần so cùng kỳ năm 2007 và tập trung chủ yếu ở các huyện Châu Thành, Châu Phú, Phú Tân và Thành phố Long Xuyên (Huỳnh Lợi, 2010).
2.2. Bùn thải
Bùn thải bao gồm tất cả các loại bùn thu nhận từ công nghệ xử lý nước thải, ao, hồ, ống thoát nước đô thị… Lượng bùn hằng năm tăng theo mức tăng trưởng kinh tế và sản xuất. Số lượng bùn thải cao gây ô nhiễm môi trường là rất lớn (Nguyễn Đức Lượng và ctv, 2003).
Khóa luận tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật Môi trường
GVHD: Ths. Trần Thị Hồng Ngọc 4
SVTH: Võ Thị Lành – DMT072020
Bảng 2.1. Lượng bùn thải thu gom được một số nước trên thế giới
STT Nước Số lượng bùn thải hàng năm (tấn CRK x 103)
1 2 3 4 5 6 7
Bỉ Pháp Đức Ý Anh Mỹ Canada
10 800 1.300 1.200 1.240 4.500 500
Nguồn: Nguyễn Đức Lượng và ctv, 2003
Bùn thải ao nuôi cá tra – basa:
Bùn thải từ ao nuôi cá tra – basa có chứa phân của chúng, các nguồn thức ăn dư thừa thối rữa bị phân hủy, các chất tồn dư của các loại vật tư sử dụng trong nuôi trồng như: Hóa chất, vôi và các loại khoáng chất Diatomit, Dolomit, lưu huỳnh lắng đọng, các chất độc hại có trong đất phèn Fe2+, Fe3+, Al3+, SO42- các thành phần chứa H2S, NH3... là sản phẩm của quá trình phân hủy yếm khí ngập nước tạo thành, nguồn bùn phù sa lắng đọng trong ao thải ra hàng năm trong quá trình vệ sinh và nạo vét ao nuôi.
Lớp bùn này tích tụ từ các nguồn thức ăn thừa, trao đổi chất của cá (quá trình cá tiêu thụ và bài tiết), xác cá chết.
Trong bùn thải từ ao nuôi cá tra – basa chứa hàm lượng chất hữu cơ cao (TOC) và vi sinh (Pillay, 1992).
Bùn thải từ ao nuôi cá tra – basa phát sinh từ các ao nuôi phần lớn không được xử lý hay xử lý không đạt hiệu quả nên ảnh hưởng rất lớn đến môi trường. Hầu hết bùn từ ao nuôi thải ra các nguồn nước, ao hồ, vùng đất trống hay đem đi bón ruộng, nếu bón cây trồng do người nuôi không quen xử lý.
Việc đem bùn ao từ nuôi cá tra – basa bón cây trồng đem lại một hiệu quả kinh tế và cũng giảm thiểu được ô nhiễm môi trường (Tố Quyên, 2008).
Khóa luận tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật Môi trường
GVHD: Ths. Trần Thị Hồng Ngọc 5
SVTH: Võ Thị Lành – DMT072020
2.3. Thực trạng xử lý bùn thải ao nuôi cá tra – basa
Bùn thải từ ao nuôi sau khi được nạo vét định kỳ được đưa đến các công trình xử lý bùn thải tập trung hoặc ở các bãi chôn lấp hợp vệ sinh. Bùn thải sau khi xử lý cũng có thể sử dụng làm phân bón hoặc làm đất nông nghiệp để trồng cây trên cơ sở phải loại bỏ được các yếu tố kim loại nặng hoặc vi sinh vật gây bệnh đến mức độ yêu cầu.
Lượng bùn thải từ các ao nuôi được nạo vét có chứa một lượng nước.
Trong bùn thải có chứa thức ăn dư thừa, xác cá chết, nước bài tiết của cá có mùi hôi khó chịu, rất bẩn, thối rửa. Vì vậy lượng bùn này thường được phơi khô phổ biến, sau đó được đem đi bón cây trồng, hoa màu. Biện pháp này đơn giản nhưng cũng có thể giảm đi nồng độ các chất ô nhiễm có mùi hôi khó chịu.
Bùn thải, phân gia súc và các phế phẩm thực vật khác có thể kết hợp để sản xuất năng lượng vì tất cả các vật liệu này có nguồn dinh dưỡng cao thích hợp cho sự tăng trưởng của vi khuẩn yếm khí. Chúng được sử dụng để sản xuất biogas. Có nhiều loại hầm ủ và túi ủ khí sinh học được sử dụng ở các nước đang phát triển đã đem lại một lợi ích kinh tế quan trọng (Phạm Ngọc Xuân và ctv, 2008).
2.4. Khái niệm chung về phân hữu cơ và vai trò của nó
Tất cả những chất hữu cơ vùi vào đất sau khi phân giải có khả năng cung cấp thức ăn cho cây và cải tạo đất trồng gọi là phân hữu cơ (Ngô Thị Đào và ctv, 2005). Có hai loại phân hữu cơ:
+ Phân hữu cơ truyền thống được chia làm 4 nhóm chính: Phân chuồng, phân rác, than bùn và phân xanh. Ngoài ra còn có một số loại khác như: Tro, phân bắc, phân gia cầm, bùn ao, bùn hồ, bùn sông, nước phù sa, khô dầu.
+ Phân hữu cơ công nghiệp bao gồm: Phân hữu cơ khoáng, phân hữu cơ sinh học và phân hữu cơ vi sinh (còn gọi là phân vi sinh).
Nó là chỉ tiêu đánh giá độ phì nhiêu của đất, thay đổi kết cấu của đất làm tăng độ tơi xốp thoáng khí, tăng độ thấm nước và giữ nước của đất, đặc biệt nó còn làm tăng số lượng và khả năng hoạt động của vi sinh vật trong đất. Phần lớn người nông dân trồng lúa ít hiểu biết về tầm quan trọng phân hữu cơ hoặc không dùng đến phân hữu cơ, ngược lại các nhà vườn lại đã biết cách bón lót phân hữu cơ kết hợp bồi liếp hàng năm để tăng năng suất và chất lượng rau quả.
Khóa luận tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật Môi trường
GVHD: Ths. Trần Thị Hồng Ngọc 6
SVTH: Võ Thị Lành – DMT072020
Ngoài các tác dụng cơ bản trên, việc bón phân hữu cơ còn làm tăng hiệu quả sử dụng của phân vô cơ, dinh dưỡng vô cơ tạm thời được giữ lại để cung cấp cho cây trồng, hạn chế rửa trôi tạo sự phát triển bền vững cho xã hội và hạn chế việc sử dụng phân vô cơ (Ngô Thị Đào và ctv, 2005).
2.5. Các loại phân hữu cơ Phân chuồng
Là phân hữu cơ chính dùng phổ biến nhất ở các nước trồng lúa. Loại phân do gia súc thải ra. Chất lượng và giá trị của phân chuồng phụ thuộc rất nhiều vào cách chăm sóc, nuôi dưỡng, chất liệu độn chuồng và cách ủ phân.
Độn chuồng: Vừa có tác dụng giữ ấm, tạo điều kiện khô ráo cho gia súc, vừa tăng thêm khối lượng phân. Vì vậy chất độn chuồng cần có tác dụng hút nước phân, nước giải, giữ đạm và tăng cả khối lượng lẫn chất lượng phân chuồng. Cần chọn chất độn chuồng tốt và tiến hành độn chuồng cẩn thận. Chất độn chuồng thường là rơm, rạ, thân lá cây họ đậu,…được phơi khô băm nhỏ để tăng khả năng hút và giữ đạm.
Ủ phân: Là biện pháp cần thiết trước khi đem phân chuồng ra bón ruộng. Bởi vì trong phân chuồng tươi còn có nhiều hạt cỏ dại, nhiều kén nhộng côn trùng, nhiều bảo tử của nấm, xạ khuẩn, vi khuẩn và tuyến trùng gây bệnh.
Ủ phân vừa có tác dụng sử dụng nhiệt độ tương đối cao trong quá trình phân huỷ chất hữu cơ để tiêu diệt hạt cỏ dại và mầm mống côn trùng, bệnh cây vừa thúc đẩy quá trình phân huỷ chất hữu cơ, đẩy nhanh quá trình khoáng hoá để khi bón vào đất phân hữu cơ có thể nhanh chóng cung cấp chất dinh dưỡng cho cây (Nguyễn Thị Quý Mùi, 2001).
Phân rác
Còn được gọi là phân compost. Đó là loại phân hữu cơ được chế biến từ rác, cỏ dại, thân lá cây xanh, bèo tây, rơm rạ, bùn thải, chất thải rắn thành phố v.v.. được ủ với một số phân men như phân chuồng, nước giải, lân, vôi…
cho đến khi hoai mục. Phân rác có thành phần dinh dưỡng thấp hơn phân chuồng và thay đổi trong những giới hạn rất lớn tuỳ thuộc vào bản chất và thành phần của rác (Nguyễn Thị Quý Mùi, 2001).
Phân xanh
Phân xanh là loại phân hữu cơ, sử dụng các loại bộ phận trên mặt đất của cây. Phân xanh thường được sử dụng tươi, không qua quá trình ủ. Vì vậy, phân xanh chỉ phát huy hiệu quả sau khi được phân huỷ. Cho nên người ta
Khóa luận tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật Môi trường
GVHD: Ths. Trần Thị Hồng Ngọc 7
SVTH: Võ Thị Lành – DMT072020
thường dùng phân xanh để bón lót cho cây hàng năm hoặc dùng để “ép xanh”
(tủ gốc) cho cây lâu năm. Tuy vậy, ở một số địa phương vùng Trung Bộ, phân xanh được chặt nhỏ và bón cho ruộng lúa, người ta gọi là “bón bổi”. Nguyên liệu như: Cây họ đậu, lúa…(Nguyễn Thị Quý Mùi, 2001).
Phân vi sinh vật
Đó là những chế phẩm trong đó có chứa các loài vi sinh vật có ích. Có nhiều nhóm vi sinh vật có ích bao gồm vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn được sử dụng để làm phân bón. Trong số đó quan trọng là các nhóm vi sinh vật cố định đạm, hoà tan lân, phân giải chất hữu cơ, kích thích sinh trưởng cây trồng, … được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm (Nguyễn Thị Quý Mùi, 2001).
Các loại phân hữu cơ khác - Phân bắc, nước giải - Phân gia cầm - Than bùn
2.6. Các nghiên cứu về việc sản xuất phân hữu cơ trong và ngoài nước Trên thế giới
Việc sản xuất phân hữu cơ đã có từ rất lâu đời, ngay từ khi khai sinh ra ngành nông nghiệp hàng nghìn năm trước công nguyên, ghi nhận từ thời Ai Cập từ 3.000 năm trước công nguyên như là một quá trình xử lý các chất thải không sử dụng được trong quá trình sản xuất đầu tiên trên thế giới. Người Trung Quốc đã ủ chất thải từ 4.000 năm trước đây, người Nhật đã sử dụng phân hữu cơ hay gọi là phân Compost làm phân bón trong nông nghiệp qua nhiều thế kỷ nay. Tuy nhiên đến năm 1943, quá trình ủ phân compost mới được nghiên cứu một cách khoa học và báo cáo bởi giáo sư người Anh, Sir Albert Howard thực hiện tại Ấn Độ. Đến nay đã có nhiều tài liệu viết về quá trình ủ phân compost và nhiều mô hình công nghệ ủ compost quy mô lớn được phát triển trên thế giới (Nancy và ctv, 2000).
Tại Việt Nam
Tại Bình Thuận: Sản xuất phân hữu cơ vi sinh từ bùn và phế phẩm nông nghiệp đã cho thấy hiệu quả, có thể được sử dụng rộng rãi cho các loại cây trồng và các loại đất khác nhau, không chỉ đạt hiệu quả kinh tế mà còn giải quyết được vấn đề xử lý phế thải nông nghiệp, ô nhiễm môi trường (Báo lao động, 2010).
Khóa luận tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật Môi trường
GVHD: Ths. Trần Thị Hồng Ngọc 8
SVTH: Võ Thị Lành – DMT072020
Ở Bình Định đã tiến hành xử lý bùn thải của thủy sản để làm phân bón.
Đã giải quyết được vấn đề môi trường vừa có thể sản xuất được một lượng lớn phân bón giá rẻ, tốt cho môi trường. Theo Lê Ngọc Hùng thì hàm lượng chất hữu cơ thấp hơn phân chuồng nhưng hàm lượng muối khá cao. Chúng có thể kết hợp với một số vật liệu đệm khác để làm phân hữu cơ một cách hiệu quả (Hội nông dân Việt Nam, 2007).
2.7. Các phương pháp ủ phân 2.7.1. Ủ phân hiếu khí
Nguyên lý cơ bản của quá trình ủ phân hiếu khí là các vi sinh vật phân hủy các vật chất hữu cơ để tạo ra các khí CO2, nước, nhiệt độ, độ ẩm và các sản phẩm hữu cơ khác. Tiến trình phân hủy này được thực hiện qua 3 giai đoạn chính trong điều kiện thích hợp.
Giai đoạn nhiệt độ trung bình: Kéo dài trong vài ngày
Giai đoạn nhiệt độ cao: Có thể kéo dài một vài ngày đến một vài tháng
Giai đoạn làm mát và ổn định: Kéo dài vài tháng
Trong suốt quá trình phân hủy chất hữu cơ của bùn có rất nhiều loại vi sinh vật tham gia như vi khuẩn ưa ấm, làm tăng quá trình bẻ gẫy các hợp chất hữu cơ phức tạp và cũng qua đó tạo ra lượng nhiệt cao để cho các vi khuẩn ưa nhiệt thích nghi và phát triển. Ngoài vi khuẩn là vi sinh vật đống vai trò quan trọng trong quá trình làm hoai phân chiếm 80 – 90%, nấm móc, động vật nguyên sinh đôi khi có trùng, vắt… cũng tìm thấy trong quá trình ủ phân hữu cơ (Nancy và ctv, 2000).
Ủ phân hiếu khí là quá trình phân giải các chất hữu cơ có sự hiện diện của oxy cho ra CO2, H2O, NH3 và năng lượng (Phạm Ngọc Xuân và ctv, 2009).
2.7.2. Ủ phân kỵ khí
Phân hủy kỵ khí xảy ra tự nhiên ở bất cứ nơi nào có hàm lượng cao chất hữu cơ ẩm được tích tụ trong môi trường thiếu oxy hòa tan. Các vi khuẩn kỵ khí phân hủy các hợp chất hữu cơ tạo ra CO2 và CH4. Khí CH4 có thể thu gom và sử dụng như nguồn nguyên liệu sinh học. Chất rắn ổn định còn lại chiếm 40 – 60% khối lượng nguyên liệu ban đầu sẽ sử dụng làm phân bón. Các hệ thống phân hủy kỵ khí sử dụng các bể phản ứng kín để kiểm soát quá trình kỵ khí và thu gom lượng khí sinh ra (Phạm Ngọc Xuân và ctv, 2009).
Khóa luận tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật Môi trường
GVHD: Ths. Trần Thị Hồng Ngọc 9
SVTH: Võ Thị Lành – DMT072020