3.1.1 Thời gian
Đề tài đƣợc thực hiện từ ngày 06/02/2006 đến 10/08/2006.
3.1.2 Địa điểm
Thí nghiệm đƣợc bố trí tại tổ chức phát triển cộng đồng VietNam Plus - Đức Linh - Bình Thuận. Mẫu nghiên cứu và phân tích đƣợc thực hiện tại khoa Công Nghệ Môi Trƣờng, Điểm nghiên cứu thuộc chƣơng trình SAREC/Sida, Trại thực nghiệm - Trƣờng Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh.
3.2 Vật liệu
3.2.1 Vật liệu bố trí thí nghiệm
Mẫu thí nghiệm: Rác thải sinh hoạt đƣợc lấy từ bải tập trung của thị trấn Đức tài - Đức linh - Bình thuận.
Dụng cụ, thiết bị bố trí: - Xô nhựa 25 lít
- Cân
- Bình phun xịt > 5 lít
- Bao bóng, vòng thun, ống PVC để đo nhiệt độ - Thau đựng chế phẩm trichoderma
- Bạt cỡ 4 m x 4 m - Bình định mức 500 ml - Xẻng, cào, bao tay
- Xe rùa, xe láy ác từ bải rác tập trung về. Chế phẩm sinh học bổ sung:
- Chế phẩm sinh học Openamix-LSC - Chế phẩm sinh học nấm trichoderma.
3.2.2 Vật liệu và thiết bị sử dụng trong phân tích thí nghiệm
- Dùng nhiệt kế thuỷ ngân có chia độ từ 0 – 1000C để đo nhiệt độ lô ủ tại nơi thực nghiệm.
- Sử dụng máy đo trị số pH hiệu Thermo orion model 230A và các dung dịch pH chuẩn khác.
- Vật chất khô đƣợc thực hiện nhờ microwave và cân tiểu li 4 số.
- Dụng cụ, thiết bị và hoá chất phân tích NH3, nitơ tổng số, mùn. Các chỉ tiêu đƣợc phân tích bằng phƣơng pháp Kjeldahl.
- Ca và Mg đƣợc đo bằng phƣơng pháp chuẩn độ EDTA.
3.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 3.3.1 Bố trí thí nghiệm 3.3.1 Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm đƣợc bố trí theo khối hoàn toàn ngẩu nhiên một yếu tố với 5 nghiệm thức khác nhau về tỉ lệ giữa rác và cơ chất cũng nhƣ sự khác biệt về tỉ lệ chế phẩm bổ sung trong từng lô thí nghiệm. Cơ chất sử dụng trong thí nghiệm là phân trâu bò khô.
Bảng 3.1 Bố trí thí nghiệm TT Openamix – LSC (lít) Trichoderma (kg) Rác sinh hoạt (kg)
Phân trâu bò khô (kg) ĐC 0 0 1000 0 NT2 2 4 1000 0 NT3 2 5 1000 0 NT4 2 4 600 400 NT5 2 5 800 200
Pha Openamix – LSC ở tỉ lệ 1/20 (1 lít Openamix – LSC và 19 lít nƣớc), Trichoderma ở dạng viên nhỏ và bột.
Quy trình ủ trong bố trí thí nghiệm đƣợc trình bày ở sơ đồ sau:
3.3.2 Các giai đoạn và thao tác trong quá trình ủ.
Giai đoạn 1:
- Chọn địa bàn ủ thuận lợi, hạn chế ô nhiễm đến môi trƣờng và những hộ dân xung quanh.
- Trải bạt phía dƣới làm nền để hạn chế thất thoát nhiệt và nƣớc rỉ từ đống ủ ra ngoài môi trƣờng đất và nƣớc bên dƣới có thể làm ô nhiễm nguồn nƣớc ngầm. Giai đoạn 2:
- Rác thải và chất độn đƣợc cân cẩn thận với số lƣợng theo từng lô ủ nhƣ trên bố trí thí nghiệm.
- Openamix đƣợc lấy và làm chuẩn bằng dụng cụ đo lƣờng (bình định mức 500ml). Trichoderma đƣợc cân cẩn thận theo bố trí thí nghiệm.
- Đổ và trang đều rác lên mặt bạt đã trải sẵn với độ dày vừa phải, phun xịt và rải đều các chế phẩm theo từng lớp để trộn đều dễ dàng và cứ thế tiếp tục để tạo đống ủ hoàn chỉnh. Riêng với lô 4 và 5, chúng ta còn phải trộn đều lƣợng chất độn trên mỗi lần trải lớp.
- Lắp ống PVC dùng để đo nhiệt độ trên 3 vị trí khác nhau của lô. - Phủ bạt phía trên để ổn định nhiệt và tránh nƣớc mƣa.
Rác thải sinh hoạt Hổn hợp
chế phẩm Trộn đều và ủ
Phân hữu cơ
Quá trình lên men vi sinh vật
Đây là phƣơng pháp ủ hiếu khí tuỳ nghi nên bạt phủ không cần kín tuyệt đối nhƣng cũng không đƣợc hở quá.
- Tạo đƣờng viền xung quanh để bảo vệ các lô ủ. Giai đoạn 3:
Theo dõi sự thay đổi của đống ủ thông qua sự biến đổi nhiệt độ qua từng ngày bằng biện pháp đo nhiệt độ 3 lần/lô/ngày, tại 3 vị trí khác nhau thông qua các ống PVC. Lấy mẫu phân tích.
3.3.3 Lấy mẫu
Phƣơng pháp lấy mẫu nhƣ sau: mẫu ủ đƣợc lấy ngẫu nhiên tại 5 điểm khác nhau ( hình bên), đem nghiền nhỏ, trộn đều và lấy khoảng 2kg cho vào túi nylon kín gửi về phòng phân tích các chỉ tiêu cần khảo sát. Ngoài túi chứa mẫu ghi kí hiệu mẫu và ngày lấy mẫu . Số lƣợng mẫu lấy đem phân tích: 5 lần/ lô, thời gian lấy cách nhau 14 ngày nhƣ sau: tại thời điểm ủ, 14, 28, 42 và 56 ngày sau khi ủ.
3.3.4 Chỉ tiêu phân tích 3.3.4.1 Đánh giá cảm quan 3.3.4.1 Đánh giá cảm quan
- Màu sắc: Quan sát theo các ngày lấy mẫu và đƣợc so sánh bằng nền màu chuẩn. - Độ tơi xốp: Đánh giá độ tơi xốp của mẫu ủ bằng tay tiếp xúc trực tiếp.
- Mùi: Ghi nhận bằng cách đánh giá cảm quan của 20 ngƣời ngẫu nhiên ở mỗi lần lấy mẫu.
3.3.4.2 Chỉ tiêu hoá – lý
- Trị số pH của mẫu:
Lấy 50 g rác và 50 ml nƣớc cất cho vào một Becher dung tích 500 ml, lắc đều để lắng, hút dịch nổi phía trên đem đo trị số pH. Trƣớc khi đo pH mẫu phải chỉnh pH của máy bằng pH chuẩn 4, chuẩn 7, chuẩn 10.
- Nhiệt độ lô ủ: Dùng nhiệt kế để đo nhiệt độ lô ủ tại nơi thực nghiệm, nhiệt độ đƣợc đo từng ngày tại 3 vị trí khác nhau trên lô ủ.
- Vật chất khô: Cân bình bercher có trọng lƣợng là a (g).
Lấy một ít mẫu vào bercher, đem cân cả mẫu và bercher có trọng lƣợng là b (g). b – a = X (g) X: là trọng lƣợng mẫu ban đầu.
Đem sấy ở nhiệt độ ở 1050C đến trọng lƣợng không đổi, đem cân lại đƣợc trọng lƣợng là c (g).
c – a = Y (g) Y: là trọng lƣợng mẫu sau khi sấy. VCK đƣợc tính nhƣ sau:
% VCK = {1 – [(X – Y)/X]} x 100 = Y/X x 100
- Amoniac (%); nitơ, phospho và kali tổng (%): phƣơng pháp Kjeldahl. Quy trình phân tích có 3 giai đoạn:
+ Giai đoạn vô cơ hoá: cân khoảng 0,5 – 1 g mẫu trên một tờ giấy lọc, gói cẩn thận mẫu lại, cho vào bình kjeldahl 500 ml, Cho tiếp vào khoảng 5 g chất xúc tác và 25 ml H2SO4 đậm đặc. nếu trọng lƣợng mẫu nhiều hơn 0,5 g thì phải thêm vào 0,1 ml acid cho mỗi 0,1 g mẫu dôi ra. Đặt bình lên bếp đốt cho đến khi dung dịch bình có màu xanh nhạt trong hoàn toàn là đƣợc.
+ Giai đoạn chƣng cất: chuẩn bị 50 ml acid boric cho vào bình tam giác. Đặt bình tam giác có chứa acid boric sao cho lƣợng acid trên phải phải ngập đầu ống nhựa của hệ thống làm lạnh dẩn ra.
Cho thêm vào bình kjeldahl chứa sẵn mẫu đã đốt 250 ml nƣớc cất và 100 ml NaOH 40%. Đặt bình kjeldahl hệ thống chƣng cất. Mở điện và nƣớc.
Màu hồng của acid boric trong bình tam giác hứng phía dƣới dần dần sẽ chuyển sang màu vàng nhạt và đạt khoảng 250 ml là đƣợc.
+ Giai đoạn định phân: chuẩn độ bằng acid H2SO4 0.1N đến khi dung dịch chuyển sang màu hồng nhƣ màu ban đầu của acid boric thì dừng lại. Ghi lại thể tích H2SO4 0.1N để tính kết quả.
Tính kết quả: Ni tơ tổng = 0,014 x a x 100/P
0,014là số gam nitơ tƣơng ứng với 1 ml H2SO4 0.1N đem định phân.
a: Số ml H2SO4 0.1N thực sự dùng để tác dụng với NH3 của mẫu (sau khi đã trừ đi lƣợng H2SO4 0.1N của mẫu tráng).
P: Trọng lƣợng mẫu (g).
% protein trên VCK = (% protein thô của mẫu/% VCK)x 100 - Ca và Mg đƣợc đo bằng phƣơng pháp chuẩn độ EDTA.
3.3.5 Xử lý số liệu
Do điều kiện thí nghiệm chỉ thực hiện một lần duy nhất cho mỗi nghiệm thức nên kết quả xử lý và tính toán đƣợc trình bày dạng số trung bình bằng phần mềm Excel.
PHẦN IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Đánh giá cảm quan
4.1.1 Mùi
Mùi là chỉ tiêu cơ bản để đánh giá mức độ hoạt động của hỗn hợp chế phẩm bổ sung Openamix – LSC và Trichoderma trên khả năng phân hủy của rác. Lô rác ủ mất mùi nhanh cho thấy chế phẩm bổ sung hoạt động tốt, quá trình hoạt động của VSV phân huỷ hữu cơ và khử mùi diễn ra mạnh mẽ. Do đánh giá bằng phƣơng pháp cảm quan nên cần sự giúp đỡ của nhiều ngƣời, nhờ vậy kết quả ghi nhận đã phản ánh khá chính xác tiến trình mất mùi trong lô ủ nhƣ sau:
- Rác đầu tiên đem ủ là một hỗn hợp phức tạp, nhiều thành phần khác nhau có mùi hôi khó chịu đặc biệt là rác đã đƣợc tập trung sau thời gian vận chuyển và tập trung 1 ngày.
- Ngày thứ 7, các lô ủ vẫn còn mùi rất khó chịu.
- Ngày thứ 14, các lô ủ có bổ sung chế phẩm Openamix – LSC và Trichoderma không còn mùi hôi khó chịu nhƣ lúc đầu. Trong lúc lô đối chứng không bổ sung chế phẩm vẫn còn mùi khó chịu.
- Ngày thứ 28, mùi hôi ban đầu không còn đối với các lô bổ sung chế phẩm trong lúc đó lô đối chứng vẫn còn mùi hôi nhẹ nhƣ ngày thứ 14. Các lô bổ sung chế phẩm có mùi của nấm mốc.
- Ngày thứ 42, tất cả các lô ủ đã không còn mùi hôi, thay vào đó là mùi của nấm mốc. Lô đối chứng có nấm mốc nhƣng ít .
- Ngày thứ 56, các lô bổ sung chế phẩm có mùi nấm mốc đã giảm rõ rệt, không phân biệt đƣợc mức độ giảm mùi giữa các lô ủ có bổ sung chế phẩm với môi trƣờng bên ngoài. Lô đối chứng vẫn còn ít mùi hôi.
Phƣơng pháp ủ hiếu khí tuỳ nghi bổ sung chế phẩm Openamix – LSC và Trichoderma đã làm giảm mùi rác thải nhanh. Kết quả này phù hợp với nhận định của Công ty hoá hữu cơ và thƣơng mại Việt - Mỹ A.V.F (2005) mùi của phân ủ sẽ giảm nhanh sau ngày ủ thứ 10. Mùi hôi xuất phát từ quá trình phân huỷ tryptophan
tạo indole và scatol. Khi bổ sung chế phẩm Openamix – LSC và Trichoderma thì phân huỷ các chất trên diễn ra nhanh và mất đi sau ngày thứ 14.
Các tác giả nhận thấy rằng khi kích thƣớc lô ủ quá nhỏ, chất liệu ủ chứa nhiều nƣớc, thiếu nitơ hoặc không thông thoáng….là những nguyên nhân làm chậm quá trình lên men phân huỷ của lô ủ. Vì vậy, muốn quá trình ủ rác thải hiệu quả chúng ta cần lƣu ý đến các điều kiện quan trọng này. So với kết quả thí nghiệm của Trần Thị Mỹ Hạnh (2003) thực hiện ủ trên phân bò và Nguyễn Vũ Phƣơng (2005) tiến hành ủ trên phân heo thì mùi hôi của đống ủ mất đi rất nhanh chỉ sau 5 ngày. Trong lúc đó, thí nghiệm của chúng tôi lâu mất mùi lâu hơn, có lẻ quá trình phân hủy trên rác thải diễn ra chậm so với phân
4.1.2 Màu sắc và ẩm độ 4.1.2.1 Màu sắc 4.1.2.1 Màu sắc
Màu sắc là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá mức độ hoai của rác. Kết quả chuyển màu của rácủ đƣợc trình bày qua bảng 4.1.
Màu sắc rác trong lô ủ thay đổi theo thời gian, lô đối chứng đƣợc so sánh với lô bổ sung chế phẩm về số lƣợng nấm mốc phát triển khác nhau. Ở các lô bổ sung chế phẩm từ ngày thứ 14 bắt đầu xuất hiện nấm mốc trắng. Trong lúc đó lô đối chứng nấm mốc chƣa phát triển. Đến ngày thứ 56 tất cả các lô bổ sung chế phẩm lƣợng mốc trắng đã hạn chế phát triển, còn lô đối chứng thì nấm mốc phát triển mạnh. Chứng tỏ bổ sung chế phẩm đã làm tăng khả năng hoạt động và phát triển của nấm mốc giúp quá trình phân huỷ và lên men hữu cơ nhanh hơn.
Bảng 4.1 Thay đổi màu sắc của rác ủ theo thời gian Ngày thứ ĐC Openamix – LSC và Trichoderma NT2 NT3 NT4 NT5 1 Nâu xám và xanh của rác Nâu xám và xanh của rác Nâu xám và xanh của rác Nâu xám và xanh của rác Nâu xám và xanh của rác 14
Nâu xám Nâu xám, xuất
hiện màu trắng của nấm mốc
Nâu xám, xuất hiện màu trắng của nấm mốc Nâu xám, xuất hiện màu trắng của nấm mốc
Nâu xám, xuất hiện màu trắng của nấm mốc
28
Nâu xám, bắt đầu xuất hiện màu trắng của nấm mốc Nâu xám, xuất hiện màu trắng của nấm mốc trên toàn diện Nâu xám, xuất hiện màu trắng của nấm mốc trên toàn diện Nâu xám, xuất hiện màu trắng của nấm mốc trên toàn diện
Nâu xám, xuất hiện màu trắng của nấm mốc trên toàn diện
42 Nâu xám, màu trắng ít Nâu xám, xuất hiện màu trắng của nấm mốc trên toàn diện Nâu xám, xuất hiện màu trắng của nấm mốc trên toàn diện Nâu xám, xuất hiện màu trắng của nấm mốc trên toàn diện
Nâu xám, xuất hiện màu trắng của nấm mốc trên toàn diện
56 Nâu xám, nấm mốc phát triển không đồng đều Nâu xám đậm, màu trắng của nấm mốc bị hạn chế rất nhiều Nâu xám đậm, màu trắng của nấm mốc bị hạn chế rất nhiều Nâu xám đậm, màu trắng của nấm mốc bị hạn chế rất nhiều Nâu xám đậm, màu trắng của nấm mốc bị hạn chế rất nhiều
Vì quan sát bằng cảm quan nên kết quả chỉ mang tính tƣơng đối, phù hợp với nhận định của tác giả và một số ngƣời khi tham khảo mẩu đem về thí nghiệm.
Trong khi đó vì điều kiện bố trí thí nghiệm xa trung tâm phân tích nên kết quả phân tích ẩm độ cũng dựa trên cảm quan của tác giả và những cộng tác khác.
4.1.2.2 Ẩm độ của lô ủ theo thời gian
Ẩm độ là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá tiến trình và mức độ hoai của rác ủ, kết quả đƣợc trình bày ở bảng 4.2.
Bảng 4.2 Biến đổi ẩm độ của lô ủ theo thời gian Ngày thứ ĐC Openamix – LSC và Trichoderma NT2 NT3 NT4 NT5 0 Bình thƣờng Bình thƣờng Bình thƣờng Bình thƣờng Bình thƣờng 14 Ẩm độ trung bình
Ẩm độ cao Ẩm độ cao Ẩm độ cao Ẩm độ cao 28 Ẩm độ
trung bình
Ẩm độ cao Ẩm độ cao Ẩm độ cao Ẩm độ cao 42 Ẩm độ cao Ẩm độ trung bình Ẩm độ trung bình Ẩm độ trung bình Ẩm độ trung bình 56 Ẩm độ cao Ẩm độ dƣới trung bình Ẩm độ dƣới trung bình Ẩm độ dƣới trung bình Ẩm độ dƣới trung bình - Ngày thứ nhất ẩm độ của lô ủ ở mức trung bình vì mức độ phân huỷ chất hữu cơ ít.
- Ngày thứ 14, lô đối chứng có ẩm độ cao hơn trung bình trong khi các lô bổ sung chế phẩm có ẩm độ tăng lên cao.
- Ngày thứ 28, ẩm độ của lô đối chứng tăng nhƣng không cao bằng các lô bổ sung chế phẩm. Các lô bổ sung chế phẩm có ẩm độ cao.
- Ngày thứ 42, lô đối chứng có ẩm độ cao trong khi đó các lô bổ sung chế phẩm có ẩm độ trở về mức trung bình .
- Ngày thứ 56, lô đối chứng vẫn có ẩm độ cao, các lô bổ sung chế phẩm có ẩm độ giảm xuống dƣới mức trung bình.
4.2 Chỉ tiêu lý – hoá
4.2.1 Biến đổi pH và nhiệt độ của lô ủ
Thay đổi pH của các lô ủ theo nồng độ chế phẩm bổ sung và thời gian đƣợc trình bày ở bảng 4.3 và 4.4.
Bảng 4.3 Biến đổi pH và nhiệt độ của lô ủ theo nồng độ chế phẩm bổ sung Chỉ tiêu/nghiệm thức Nồng độ Openamix – LSC và Trichoderma X ĐC NT2 NT3 NT4 NT5 pH 7,25 8,01 8,12 7,9 8,34 7,924 Nhiệt độ (0C) 43,87 45,15 46,67 49,07 48,51 46,65
Bảng 4.4 Biến đổi pH và nhiệt độ của lô ủ theo thời gian
Chỉ tiêu/ngày thứ
Thời gian (ngày)
X
0 14 28 42 56
pH 6,97 7,75 8,05 8,35 8,51 7,93
Nhiệt độ (0C) 26,76 57,20 52,67 49,37 47,27 46,65
Bảng 4.3 và bảng 4.4 cho ta thấy khi bổ sung chế phẩm đã làm tăng pH rõ rệt. Theo thời gian ủ thì pH ở ngày đầu là 6.97, sau 56 ngày pH tăng lên 8.51. Nhƣ