Mặc dự chất thải của ngành cụng nghiệp chăn nuụi lợn tồn tại ở rất nhiều dạng nhưng tựu chung lại chỉ cú hai loại chớnh là chất thải rắn và chất thải lỏng (V.Porphyre & N.Q.Cụi, 2006 [13]). Sựủa dạng này do nhiều yếu tố
tạo nờn như nồng ủộ chất dinh dưỡng trong chất thải luụn biến ủổi, cỏch thức dọn chuồng, vệ sinh chuồng, hay quản lý phõn chuồng hay núi rộng hơn ủú là cỏch con người tỏc ủộng vào nú nhằm phỏt huy mặt lợi ớch và hạn chế mặt cú hại của chất thải chăn nuụi núi chung.
Chất thải cơ bản nhất bao gồm hỗn hợp phõn rắn và nước tiểu chưa qua xử lý. Tớnh theo khối lượng chất thải chăn nuụi thường bao gồm 54 % phõn rắn và 46% nước tiểu, lượng phõn thải ra dao ủộng tuỳ theo từng ủối tượng lợn nuụi (lợn thịt, lợn nỏi, lợn con), giai ủoạn sinh trưởng (ủối với lợn thịt) và mựa vụ (V.Porphyre & N.Q.Cụi, 2006 [13]). Theo cỏch ước tớnh kinh ủiển, lượng phõn rắn thải ra hàng ngày của lợn là vào khoảng 0,05 kg/kg khối lượng hơi. Tuy nhiờn tỷ lệ này chưa tớnh ủến cỏc yếu tố giống, thức ăn, và lượng urine mất ủi từ nước tiểu. Theo mụ hỡnh ước tớnh khối lượng chất thải lợn NuFluxAWi mới ủược xõy dựng gần ủõy tại Thỏi Lan thỡ trung bỡnh mỗi con lợn thải ra 2 - 6,5 kg/ngày (dạng sền sệt) (Menzi H, Gerber P, 2005 [104]). Kết quả nghiờn cứu của Lờ Văn Cẩn ở Việt Nam cũng cho thấy trung bỡnh lợn thải ra 1,5 - 3 kg phõn/ngày với ủộẩm 66% ( Lờ Văn Cẩn, 1975 [6]).
Thành phần chớnh của chất thải (dạng rắn) chăn nuụi lợn chủ yếu là N (NH4 ), P2O5 và K2O. Trong một nghiờn cứu gần ủõy trờn V.Porphyre & N.Q.Cụi, 2006 [13] cho thấy thành phần chất gõy ụ nhiễm trong phõn tươi lấy mẫu trong mựa hố và mựa ủụng là khỏc nhau, nhất là ủối với thành phần P2O5. Trong khi mẫu lấy vào mựa hố cú hàm lượng N và P2O5 lần lượt là 1,60% và 3,51% tổng lượng phõn tươi thỡ kết quả phõn tớch mẫu lấy vào mựa ủụng lại cho thấy hàm lượng cỏc chất này lần lượt là 1,57% và 1,99%. Hàm lượng nitơ
trong 1 kg phõn khụ là 1000mg; cỏc giỏ trị này trong phõn lấy mẫu vào mựa
ủụng lần lượt là 1552 mg và 3583 mg (V.Porphyre & N.Q.Cụi, 2006 [13]). Tương tự như trong phõn, hàm lượng N trong mẫu nước rửa chuồng lấy vào mựa hố cũng thấp trong mẫu lấy vào mựa ủụng (20,6 mg/lớt ở mẫu mựa hố so với 155 mg/lớt mẫu lấy vào mựa ủụng). Tuy nhiờn hàm lượng P2O5 trong nước rửa chuồng lấy mẫu vào mựa hố (226,8 mg/lớt) lại cao hơn rất nhiều so với mẫu lấy vào mựa ủụng (61 mg/lớt).
Hàm lượng K2O trong nước rửa chuồng lấy mẫu vào mựa hố là 3,0 mg/L cũn mẫu lấy mựa ủụng là 241 mg/L. Như vậy cả hàm lượng nitơ và hàm lượng kali trong chất thải lợn vào mựa ủụng ủều cao hơn vào mựa hố (V.Porphyre & N.Q.Cụi, 2006 [13]). đõy là ủặc ủiểm cần lưu ý khi sử dụng chất thải từ chăn nuụi lợn làm phõn bún cho cõy trồng ủể việc bún phõn cú hiệu quả và tớnh hợp lý cao nhất.
2.3.2. Ảnh hưởng của prụtờin và xơ trong khẩu phần ủến thành phần chất
thải trong chăn nuụi lợn
Thành phần nitơ và phốt pho trong chất thải lợn chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như khẩu phần ăn, số lượng thức ăn, phương phỏp thu và lưu giữ
phõn v..vẦ nhưng thành phần cỏc chất dinh dưỡng trong khẩu phần cú tỏc
ủộng lớn ủến hàm lượng dinh dưỡng của phõn và nước tiểu của gia sỳc thải ra. Hàm lượng cỏc chất dinh dưỡng và sự cú hay khụng cú mặt của cỏc thức ăn bổ sung quan trọng trong khẩu phần của lợn ủược phản ỏnh ở thành phần dinh dưỡng của phõn. Thớ dụ việc thay ủổi cỏc mức bổ sung muối vụ cơ
như Natri (Na), Can xi (Ca), Kali (K), Ma giờ (Mg) Phốt pho (P) và Clo (Cl) và cỏc thức ăn bổ sung khỏc (ủồng, khỏng sinh hoặc cỏc enzyme) trong cỏc khẩu phần sẽ thay ủổi hàm lượng của cỏc nguyờn tố này cũng như tỉ lệ phõn giải của cỏc chất hữu cơ ở trong phõn. Theo Jongbloed và Lenis (1992) [71] khoảng 20% tổng số nitơ ăn vào sẽ ủược thải ở phõn và 50% trong nước tiểu. Nitơ thải ra ở phõn phần lớn ở dạng kết hợp với vi khuẩn phõn giải prụtờin và
bị phõn huỷ chậm hơn, cũn nitơ thải qua nước tiểu là lượng nitơ mất ủi nhanh hơn do NH3 ủược giải phúng và là nguồn gõy ụ nhiễm mụi trường nhanh nhất. Do ủú ủể hạn chế mức ụ nhiễm nitơ thải ra nhiều nghiờn cứu ủó ủược tiến hành theo hướng giảm mức prụtờin thụ nhưng ủồng thời bổ sung thờm cỏc amino axit cũn thiếu ủể cõn bằng cỏc axit amin trong khẩu phần. Biện phỏp này cú thể giỳp giảm 22% ủến 41% lượng nitơ thải ra trong phõn (Canh và
cộng sự, 1998b [25]; Hobb và cộng sự, 1996 [67]; Portejoie và cộng sự, 2004 [122]; Kay và Lee, 1997 [77]). Kết quả nghiờn cứu cũng cho thấy giảm hàm lượng prụtờin trong khẩu phần cũng ủó làm giảm lượng nitơ thải ra ở nước tiểu và do ủú giảm lượng N tổng số thải ra (Zerva và Zijlstra, 2002 [151]; Lenis và Jongbloed, 1999 [93]; Miselbrook và cộng sự, 1998 [106]; Canh và
cộng sự, 1998a [24], 1999 [26]). Hàm lượng N giảm ủi trong phõn và nước tiểu cũng sẽ làm giảm hàm lượng khớ NH3 gõy ụ nhiễm mụi trường (Canh và
cộng sự, 1998 [27]; Portejoie và cộng sự, 2004 [122]). Tuy nhiờn việc giảm hàm lượng nitơ trong khẩu phần phải ủược tiến hành hết sức cẩn thận ủể
khụng làm ảnh hưởng ủến việc cung cấp cỏc amino acid thiết yếu và khả năng sinh trưởng của lợn.
Thành phần quan trọng thứ hai ảnh hưởng ủỏng kể ủến lượng chất thải gõy ụ nhiễm trong phõn lợn là chất xơ. đó cú rất nhiều thớ nghiệm cho thấy thành phần xơ trong khẩu phần cũng làm thay ủổi hàm lượng nitơ thải ra trong phõn và nước tiểu (Kirchgessner và cộng sự, 1993 [80]). Theo Schulzes và cộng sự (1993) [133] và Canh và cộng sự (1997) [28] hàm lượng xơ trong khẩu phần cú ảnh hưởng ủỏng kể ủến hàm lượng nitơ thải ra trong phõn và nước tiểu. Một số tỏc giả khỏc cho thấy nguồn xơ trong khẩu phần cũng ảnh hưởng ủến lượng N thải ra. Bổ sung xơ cú thể lờn men ủược từ vỏ ủậu hay bó ộp củ cải ủường ủó làm giảm lượng nitơ thải ra trong nước tiểu (Canh và cộng sự, 1998b [25]) nhưng xơ từ bột yến mạch lại khụng làm giảm lượng nitơ thải ra (Zervas và Zijlstra, 2002 [151]). Ngoài ra cỏc phần tử xơ khụng cú nguồn
gốc từ tinh bột trong khẩu phần cũng làm giảm lượng nitơ trong nước tiểu và cú liờn quan ủến lượng NH4 trong phõn và lượng NH3 bay hơi (Canh và cộng sự, 1998b [25], 1999 [26]; Gerdemann và cộng sự, 1999 [56]).
2.3.3. Hiện trạng ụ nhiễm mụi trường
Hiện trạng này ủang thể hiện rất rừ trong ủời sống của con người và xó hội về nhiều mặt. Sự ấm lờn của trỏi ủất ủang ngày càng nhận ủược sự quan tõm của mọi tầng lớp trong xó hội và cỏc khớ nhà kớnh (CO2, CH4) ủược cho là thủ phạm chớnh gõy ra. Tuy nhiờn vấn ủề ụ nhiễm nitơ và phốt pho từ chất thải chăn nuụi cũng ủang ngày càng trở nờn nghiờm trọng và nhiều nước ủó phải trả giỏ ủắt cho sự thờ ơ với nguồn chất thải ụ nhiễm này.
Nitơ là một nguyờn tố cần thiết cho cả thực vật và ủộng vật. Phần lớn nitơ ủược sử dụng cho nhu cầu của cõy trồng và vật nuụi. Nitơ trao ủổi qua lại và cú ảnh hưởng giữa cõy trồng và vật nuụi rất rừ rệt vỡ một phần nitơ ăn vào sẽ ủược thải ra qua phõn và nước tiểu mà cỏc chất thải này lại ủược sử dụng làm nguồn dinh dưỡng cho cõy trồng và ngược lại cỏc sản phẩm của cõy trồng lại là nguồn cung cấp dinh dưỡng, ủặc biệt là prụtờin cần thiết cho sự sinh trưởng và phỏt triển của ủộng vật. Quỏ trỡnh luõn chuyển của nitơ này dẫn ủến một lượng lớn nitơ bị thất thoỏt ra ngoài và gúp phần phỏ hủy mụi trường.
Nitơ của chất thải gúp phần làm ụ nhiễm mụi trường thụng qua sự bay hơi của NH3 ra ngoài khụng khớ, sự hũa tan của NO3 vào nguồn nước bề mặt và sự thấm sõu của NO2 vào ủất (de Vries và cộng sự, 2001 [41]). Nitơ khụng bao giờ thiếu hụt do cú một chu trỡnh chuyển chỳng trở lại dạng ban ủầu. Trước ủõy việc này dẫn ủến một giới hạn tự nhiờn của nitơ trong tự nhiờn và vỡ vậy luụn tồn tại một ngưỡng nitơ nhất ủịnh trong tầng sinh quyển. Tuy nhiờn, ngày nay sự vượt bậc về tiến bộ kỹ thuật ủó ủột ngột làm tăng giới hạn tự nhiờn này và chỳng chớnh là nguyờn nhõn gõy nờn những hậu quả sõu rộng. Cú hai ủối tượng chớnh chịu ảnh hưởng xấu của cỏc hợp chất N ủú là: mụi trường và sức khoẻ con người.
Khớ ủinitơ oxit (N2O) ủược sinh ra từ quỏ trỡnh nitrit và khử nitơ ủó tỏc
ủộng ủến tầng bỡnh lưu khớ quyển và phỏ huỷ tầng ozon, làm gia tăng hiệu
ứng nhà kớnh, làm trỏi ủất ấm dần lờn (NRC, 2003 [114]; Pain B., cộng sự, 1998 [116]). Ngoài ra ủối với sức khoẻ con người, sự gia tăng lượng bức xạ
tia cực tớm sẽ gõy ung thư da và ủục thể tinh thuỷ. Cũn khi khớ này ở gần mặt
ủất nú lại cú thể tạo thành ozon, từủú tạo ra sương mự vào ngày nắng núng và khụng cú giú. Sương mự ủú gõy ra cỏc bệnh vềủường hụ hấp, phỏ hoại buồng phổi, tăng nguy cơ ung thư cũng như làm giảm sức ủề khỏng của con người (Seedorf và Hartung, 1999 [134]). Nitơ oxit cũng tan vào hơi nước trong khụng khớ và tạo thành mưa axit bào mũn ủỏ, cỏc vật dụng bằng kim loại cũng như nhà cửa. Nhiều nghiờn cứu cũn cho thấy mối quan hệ giữa mưa axit, bệnh Alzheimer và cỏc vấn ủề về nóo bộ, như vậy chỳng ta càng nhận thức rừ hơn
ảnh hưởng của nitơủối với sức khỏe con người.
Trong những năm gần ủõy, sự ụ nhiễm NO3 trong nước bề mặt ủang là mối quan tõm chớnh về hiện tượng mất nitơ. Khi chỳng tập trung ở bề mặt nước vượt quỏ ngưỡng 50 mg NO3/l sẽ cú hại cho sức khoẻ con người, ủặc biệt là cho trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ (Di và Cameron, 2002a [42]). Mối quan tõm này ngày càng lớn lờn và chủ yếu tập trung vào lượng nitơ bay hơi trong khụng khớ mà lượng này lại xuất phỏt từ chất thải chăn nuụi, phõn bún cho cõy trồng, sự axit hoỏ của ủất và dinh dưỡng cho cõy trồng (NRC, 2003 [114]; ECETOC, 1994 [47]).
Nhưng chớnh sự hạn chế về hiểu biết của con người ủó làm tăng lượng nitơ trong ủất và ủõy chớnh là nguyờn nhõn làm mất cõn bằng của hệ vi sinh vật trong ủất hay hệ thực vật (Apsimon và Kruse Ờ Plass, 1990 [18]), từ ủú dẫn ủến tỡnh trạng nguồn tài nguyờn ngày càng cạn kiệt, cũn sự ủa dạng của hệ thực vật cũng vỡ thế mà khuyết dần ủi và ủó cú loài bị tuyệt chủng kộo theo nú là sự mất ủi cõn bằng hệ sinh thỏi tự nhiờn. Chẳng hạn như sự khan hiếm
của cỏc chủng loại ủộng thực vật ở nhiều khu rừng Hà Lan là một vớ dụ (theo bỏo ủiện tử THIENNHIEN.NET)
Nitơ oxit cũng gõy ra hiện tượng Trỏi đất núng dần lờn. Mặc dự nồng
ủộ Nitơ oxit trong khụng khớ ớt hơn ủỏng kể so với nồng ủộ khớ CO2 nhưng khả năng gõy ảnh hưởng xấu ủến sức khoẻ con người và mụi trường lại nhiều gấp 300 lần (theo bỏo ủiện tử THIENNHIEN.NET).
Việc thải phõn trực tiếp vào cỏc dũng chảy bề mặt như sụng ngũi, kờnh rạch ủó và ủang gõy ụ nhiễm ở mức ủộ ủỏng bỏo ủộng. Một bộ phận khụng nhỏ những trại chăn nuụi, hộ chăn nuụi thải phõn và cỏc chất thải ra cỏc dũng chảy và hệ thống mương mỏng, ao, hồ. Ngoài việc làm tăng lượng nitrat trong nước ngầm chỳng cũn là nguồn gõy ụ nhiễm P trờn nước bề mặt, kớch thớch sự
phỏt triển của tảo và cỏc thực vật thủy sinh khỏc (P là yếu tố dinh dưỡng giới hạn ủối với sinh trưởng của cỏc loại thực vật thủy sinh (Pierzynsky và cộng sự, 1994 [119]; Sharpley và cộng sự, 1994 [135]). Hậu quả là tảo phỏt triển mạnh, vượt qua sự kiểm soỏt nhờ vào Ộdũng lũỢ nitơ và phốt pho này, chỳng lấy hết nguồn oxy trong nước và ỏnh sỏng mặt trời khiến cho tụm cỏ bị chết ngạt và ngăn cản quỏ trỡnh quang hợp của thực vật sống dưới nước, khiến nước sụng và nước ao cũng như nguồn nước bị ụ nhiễm nặng, do vậy ảnh hưởng trực tiếp ủến ủời sống con người (Crenshaw và Johanson, 1995 [35]). Một thụng tin mới ủõy bỏo ủộng về hàm lượng nitơ ở hồ tại Nauy ủó tăng lờn gấp nhiều lần so với 10 năm trước và ở Bắc Âu lượng nitơ ủang ủược thải ra với tốc ủộ cao gấp 100 lần tự nhiờn (theo bỏo ủiện tử THIENNHIEN.NET).
2.3.4. Cỏc biện phỏp nhằm giảm thiểu tỏc haị của chất thải chăn nuụi
Tối ủa hoỏ năng suất của lợn theo cỏch truyền thống là mục tiờu của cỏc nhà sản xuất và dinh dưỡng. Cỏc khẩu phần ăn ủược xõy dựng ủể ủạt
ủược mục ủớch này, nhưng ớt quan tõm ủến lượng chất dinh dưỡng ủược thải ra ngoài mụi trường. Hậu quả của việc cho ăn quỏ nhiều chất dinh dưỡng nhằm tối ủa hoỏ năng suất dẫn ủến lượng chất dinh dưỡng thải ra quỏ nhiều ở
phõn và nước tiểu mà hai nguồn chất thải này lại ủược sử dụng bún cho cõy trồng. đõy chớnh là nguyờn nhõn làm ụ nhiễm nguồn nước và tớch tụ khoỏng trong ủất. Do ủú ủể hạn chế mức ụ nhiễm mụi trường do chất thải chăn nuụi gõy ra cần phải thực hiện cỏc biện phỏp ủồng bộ. Một số biện phỏp cú thể ỏp dụng ủược trỡnh bày dưới ủõy.
2.3.4.1 Quản lý dinh dưỡng hợp lý
Thực tế, ngay cả trong ủiều kiện tốt nhất lợn cũng khụng thể hấp thu
ủược 100% chất dinh dưỡng ăn vào. Lợn ăn thức ăn cụng nghiệp cú giỏ trị sử
dụng là 30 Ờ 55% ủối với nitơ, 30 Ờ 50% Ca, 20 Ờ 50% P, 5 Ờ 20% K, 10 - 25% Na, 15 -30% Mg, 5 Ờ 30% Cu, 5 Ờ 30% Zn, 5 Ờ 10% Mn, 5 Ờ 10% Fe (Kornegay và Harper, 1997 [81] ). Do vậy tỷ lệ thải ra là 45 Ờ 60% ủối với N, 50 Ờ 80% Ca và P, 70 -95% K, Na, Cu, Mn, Zn, Mg, Fe. Khối lượng một chất dinh dưỡng thải ra phụ thuộc vào nhiều yếu tố bao gồm chất lượng, nguồn và hàm lượng chất ủú cú trong thức ăn, tỡnh trạng sức khoẻ của gia sỳc và cỏc yếu tố mụi trường. Sử dụng cỏc nguyờn liệu làm thức ăn cú khả năng tiờu hoỏ cao là cỏch hữu hiệu ủể làm giảm lượng thải nitơ và cỏc chất dinh dưỡng khỏc.
Sử dụng cỏc nguồn ủạm giỏ trị cao, cõn bằng amino acid và xõy dựng khẩu phần cú hàm lượng ủạm lý tưởng sẽ làm giảm việc thải nitơ trong phõn và nước tiểu. Giảm tỷ lệ ủạm và bổ sung amino acid tổng hợp cũng làm giảm lượng nitơ thải ra ngoài mụi trường. Lý do là cả hai quỏ trỡnh ủều làm giảm việc thải amino acid khụng cần thiết, ngược lại chỳng sẽ bị phõn huỷ và thải ra ngoài ở dạng nitơ urea. Bridges và cộng sự (1995) [22] và Carter và cộng sự (1996) [29] cho thấy việc thải nitơ cú thể giảm ủến 30 Ờ 40% nếu dựng khẩu phần ngụ - khụ dầu ủỗ tương với mức ủạm giảm 4% và cú bổ sung lysine, threonine, tryptophan và methionine.
Trong khẩu phần ngụ - khụ dầu ủỗ tương, hai phần ba lượng P bị liờn kết dưới dạng axit phytic, lợn khú tiờu hoỏ (Cromwell và Coffey, 1991) [39],
do ủú P bị thải ra ngoài, lượng thải này giảm ủỏng kể nếu bổ sung phytase vi sinh vào khẩu phần, vỡ chất này cú thể cắt rời một số mạch liờn kết P giỳp cho