TT Xã, thị trấn Số hộ nuôi lợn Lợn thịt (Con) Lợn nái (Con) 1 TT. Neo 77 805 71 2 TT. Tân Dân 107 603 99 3 Đồng Phúc 252 1843 485 4 Đồng Việt 70 578 217 5 Đức Giang 146 1483 279 6 Cảnh Thụy 89 1806 193 7 Hương Gián 257 1232 243 8 Lãng Sơn 348 1043 396 9 Lão Hộ 78 528 138 10 Nội Hoàng 328 1021 395 11 Nham Sơn 102 633 111 12 Quỳnh Sơn 154 4201 197 13 Tư Mại 143 1379 222 14 Tân An 126 782 94 15 Tân Liễu 164 460 340 16 Thắng Cương 109 449 286 17 Tiến Dũng 167 1968 479 18 Tiền Phong 538 1193 329 19 Trí Yên 109 714 99 20 Xuân Phú 291 710 420 21 Yên Lư 619 3269 1339 Toàn huyện 4.274 26.700 6.432
Theo Bảng 4.4, vào năm 2017 cả huyện có 4.274 hộ chăn ni lợn, với 26.700 con lợn thịt và 6.432 con lợn nái. Tính trung bình mỗi hộ có 6,2 con lợn thịt và 1,5 con lợn nái. Mật độ lợn (thịt và nái) tính theo diện tích tự nhiên dao động từ 0,7 – 5,3 con/ha. Trong đó, mật độ cao nhất tập trung ở xã Quỳnh Sơn (Hình 4.1).
Bảng 4.5. Tỷ lệ quy mô nông hộ và trang trại được thể hiện rõ qua bảng sau:
Quy mô Số lượng Tỷ lệ (%) Số lượng đầu lợn Tỷ lệ (%)
Nông hộ 4274 99,79 33132 82,1
Trang trại 9 0,21 7225 17,9
Nguồn: Chi cục Chăn Nuôi và Thú Y tỉnh Bắc Giang (2016) Từ bảng tỷ lệ quy mô nông hộ và trang trại ta thấy quy mô nông hộ chiếm tới 99,79%, số lượng đầu lợn chiếm 82,1%. Quy mô Trang trại tập trung chỉ có 0,21% và số đầu lợn là 17,9% chiếm q ít so với nơng hộ. Chính vì vậy, việc quản lý chất thải chăn nuôi diễn ra tự phát và rất phức tạp trên địa bàn huyện.
4.3. CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC MẶT TẠI MỘT SỐ CƠ SỞ CHĂN NUÔI LỢN CHĂN NUÔI LỢN
Nước mặt ao nuôi trồng thuỷ sản: thường thuộc sở hữu của gia đình chăn ni, nước thải và phân thải của gia súc, thuỷ cầm được sử dụng trực tiếp hoặc sau khi xử lý biogas được đưa xuống làm thức ăn cho thuỷ sản. Hình thức ni trồng thuỷ sản thường là thâm canh hoặc bán thâm canh trên diện tích ao ni nhỏ với cơng thức ni đa dạng các lồi cá.
Nước mặt ao hồ công cộng hoặc ao hồ thuộc sở hữu của gia đình nhưng khơng sử dụng cho mục đích khác: thường là các ao hồ nhỏ, tù đọng, chất lượng nước q xấu hoặc diện tích q nhỏ để ni trồng thuỷ sản, thường sử dụng để chăn thả vịt, thả bèo hoặc các loại rau ngập nước làm thức ăn gia súc. Ngoài ra, trên địa bàn nghiên cứu cịn có các ao hồ công cộng của thơn, xóm nhưng do nằm ở địa hình trũng nên chịu ảnh hưởng trực tiếp từ nước thải chăn nuôi.
Nước mặt kênh mương thuỷ lợi: là các hệ thống kênh mương cấp hoặc tiêu nước cho hoạt động canh tác nơng nghiệp trên địa bàn tỉnh, trong đó chủ yếu là các mương đất làm nhiệm vụ tiêu nước canh tác lúa, một phần cấp nước cho hoạt động canh tác vào các thời điểm cấp nước thuỷ lợi. Chúng thường là các kênh mương hẹp (chiều rộng 2 – 15 m) và nông (độ sâu 0,2 – 1,2 m), nước tù đọng trong phần lớn thời gian trong năm, nhận nước thải từ nhiều hoạt động khác nhau tại các khu vực nông thôn hiện nay.
Kết quả phân tích 25 mẫu chất lượng nước mặt tại bộ phận tiếp nhận cho kết quả như ở Bảng 4.5.
Bảng 4.6. Hiện trạng chất lượng nước mặt tại các tiếp nhận nước thải chăn nuôi lợn
Chỉ tiêu phân tích Trung bình Min Max QCVN 08-MT:2015 (cột B1)
pH - 6,1 8,8 5,5-9,0 COD (mg/l) 74,92 2,00 454,00 30 BOD5 (mg/l) 49,52 1,03 312,96 15 TSS (mg/l) 95,64 11,09 779,30 50 Tổng N (TN) (mg/l) 12,44 1,08 93,67 10 Tổng P (TP) (mg/l) 5,13 0,05 53,87 0.3 Coliform (MPN/100 ml) 6.047 600 53.000 7.500 Kết quả phân tích (2017) Giá trị pH nước mặt dao động trong khoảng 6,1 – 8,8; nằm ở mức từ trung tính đến hơi kiềm, đáp ứng QCVN 08-MT:2015 BTNMT, cột B1: dùng cho mục đích tưới tiêu, thủy lợi. Nồng độ trung bình của COD, BOD5 và TSS đều vượt quy chuẩn cho phép; một số mẫu vượt chuẩn tới hơn 100 lần. Tình trạng vượt chuẩn cho phép cũng xảy ra đối với N và P tổng số. Mật độ vi sinh vật trong nước ở mức cao, dao động trong khoảng 600 đến 53.000 MPN/100 ml, trong đó 3/25 mẫu vượt quá tiêu chuẩn chất lượng nước mặt.
Tại các hệ thống tiếp nhận nước thải chăn nuôi: chất lượng nước tốt nhất thuộc về các ao nuôi thuỷ sản thuộc quyền sở hữu hoặc sử dụng của các hộ gia đình có chăn ni. Điều này là do, các hộ chăn nuôi kết hợp nuôi trồng thủy sản đã có các biện pháp khác để quản lý chất lượng nước thải chăn nuôi tránh gây ảnh hưởng xấu tới năng suất và chất lượng của hoạt động nuôi trồng thuỷ sản.
Khi so sánh chất lượng nước mặt tại nguồn tiếp nhận nước thải đã qua xử lý và nước thải chưa qua xử lý. Kết quả cho thấy: khơng có sự khác biệt đáng kể về chất lượng nước hai nguồn tiếp nhận này. Trong khi đó, chất lượng nước có dấu hiệu xấu hơn tại các ao hồ và kênh mương tiêu, thoát nước. Nguyên nhân, các đối tượng này thường có diện tích nhỏ, tiếp nhận nước thải từ nhiều nguồn thải khác (trồng trọt, sinh hoạt, sản xuất tiểu thủ công nghiệp…).
4.4. PHÂN BỐ KHƠNG GIAN CỦA DỊNG PHÁT THẢI CHĂN NUÔI LỢN 4.4.1. Phân bố không gian của các nguồn phát thải
Bản đồ che phủ đất có phân lớp “khu dân cư” được tạo ra từ ảnh vệ tinh (Hình 4.2). Dựa trên vị trí các khu dân cư và số liệu thống kê (Bảng 4.4), bản đồ
phân bố các hộ chăn nuôi lợn thể hiện bằng 4.274 điểm được tạo ra và gán thuộc tính về số lượng lợn thịt và lợn nái.
Hình 4.3. Bản đồ sử dụng và che phủ đất huyện Yên Dũng (2017)
4.4.2. Phát tán dòng thải
Đặc điểm dòng chảy quyết định rất lớn tới sự phân tán chất thải trên bề mặt địa hình. Bản đồ phân dịng chảy đã được tạo ra từ mơ hình số độ cao (DEM) như trong Hình 4.5.
Hình 4.5. Bản đồ các tiểu lưu vực tạo ra từ mơ hình số độ cao
Dựa vào mơ hình DEM và bản đồ phân dòng chảy chúng tôi xác định được vùng tích lũy nước thải theo các hộ chăn ni. Kết quả tính tốn trên phần mềm ArcGIS vẽ được ranh giới của trên 100 tiểu vùng gom nước (drainage basins). Theo quy luật dòng chảy (mưa – dòng chảy), chất thải phát sinh từ các hộ chăn nuôi được tập trung trong các tiểu vùng trước khi phát tán ra bên ngồi. Vì vậy, những ranh giới này được xem là các vùng gom nước thải cục bộ của các hộ chăn nuôi lợn nằm trong phạm vi của tiểu vùng.
Tải lượng chất thải chăn nuôi xả ra mơi trường bên ngồi phụ thuộc vào mức độ thu gom và xử lý của các hộ. Tại khu vực nghiên cứu, hầu hết chất thải từ nuôi lợn được xả thải ra kênh mương. Hình thức xử lý phân chủ yếu là bể biogas. Theo thông tin điều tra, khả năng áp dụng bể biogas của các hộ phụ thuộc vào số lượng lợn và điều kiện của gia đình. Dự án phát triển biogas thường hỗ trợ các hộ vay vốn làm bể nên cũng có vai trị quyết định. Tuy nhiên, khi cấp vốn dự án cũng lại xét tới số lượng lợn và điều kiện kinh tế của các hộ.
Mơ hình dự báo xác suất các hộ sử dụng biện pháp xử lý hầm biogas (với giả thuyết quyết định của người dân phụ thuộc vào số lượng lợn, diện tích đất đai, lực lượng lao động, mức thu nhập, trình độ văn hóa của chủ hộ v.v.) đã được thiết lập theo hàm phân tích hồi quy đa biến (Multinomial Logistic regression). Kết quả phân tích thống kê theo phương pháp Stepwise Backward Elimination chọn ra được 3 biến số là số lượng lợn thịt, lợn nái và diện tích đất với các hệ số như sau:
Y = 0,049 x Số lượng lợn thịt + 0,461 x Số lượng lợn nái – 0,0003 x Diện tích đất – 0,252
Xác suất các hộ lựa chọn biện pháp biogas = Exp(Y)/[1+exp(Y)]
Mơ hình có mức ý nghĩa cao, p = 0,002 và hệ số tương quan McFadden R2 = 0.202. Theo McFadden (1979), nếu những mơ hình dự báo hành vi mà có giá trị R2 nằm trong khoảng 0,2 – 0,4 thì được xem là lý tưởng. Dựa trên kết quả trên, bản đồ về tỷ lệ hộ áp dụng xử lý biogas được lập theo các tiểu lưu vực như ở Hình 4.6.
Hình 4.6. Bản đồ tỷ lệ hộ áp dụng bể biogas tạo ra từ phân tích hồi quy
Từ số lượng lợn của các hộ, hệ số phát thải (Bảng 3.1), tỷ lệ hộ xử lý biogas, hiệu quả xử lý sau biogas (COD = 81%; BOD5 = 86%), tải lượng chất ô nhiễm của các hộ theo từng tiểu lưu vực riêng rẽ đã được tính cho 4 thơng số mơi trường cơ bản như trong Hình 4.7.
Hình 4.7. Bản tải lượng ô nhiễm từ chăn nuôi lợn theo các tiểu lưu vực
Theo Hình 4.7, tải lượng chất ô nhiễm tập trung cao tại các tiểu lưu vực thuộc địa phận xã Đồng Phúc và Tân Liễu, nằm phía nam và tây-bắc của huyện; Tải lượng COD và BOD5 tại đây đạt mức 10 – 60 và 7 – 34 kg/ha/năm. Nếu xét theo ranh giới hành chính thì mật độ lợn tại các xã này chỉ ở mức trung bình và thấp nhưng do sự tập trung của dòng chảy bề mặt trong khi tỷ lệ hộ áp dụng biogas thấp (Hình 4.6) nên tải lượng ơ nhiễm tại các tiểu lưu vực này đạt mức cao nhất.
Tải lượng ô nhiễm ở các tiểu lưu vực thuộc các xã Tân Phong, Nham Sơn, Đồng Việt, Trí n và thị trấn Neo có mức thấp; COD và BOD5 dưới ngưỡng 2 kg/ha/năm. Đây đều là những vùng có địa hình cao và mật độ lợn thấp.
Kết quả mô phỏng cho thấy rất rõ quy luật chất thải được gom về những vùng trũng và cuối các dòng chảy. Ở những vùng có mật độ lợn cao nhưng nếu tỷ lệ áp dụng biogas cao thì mức độ ơ nhiễm chỉ ở ngưỡng trung bình. Ngược lại, ở các tiểu lưu vực có mật độ lợn cao, tỷ lệ xử lý biogas thấp thì ơ nhiễm là khá nghiêm trọng.
Như vậy, việc tính tốn tải lượng theo các vùng gom nước và ranh giới hành chính có sự khác biệt nhiều. Các vùng gom nước thể hiện thực tế phân phối của dòng chảy nên quyết định tới sự tập trung và phân tán của chất thải. Vùng gom nước vì vậy khơng lệ thuộc vào ranh giới và những thống kê hành chính.
4.4.3. Kiểm chứng kết quả
Kết quả mơ hình được so sánh với các mẫu nước lấy trong các vùng tiếp nhận tại các tiểu lưu vực khác nhau. Như đã giải thích ở phần phương pháp, số liệu quan trắc có đơn vị đo là nồng độ (mg/l), kết quả mơ hình là tải lượng
(kg/ha/năm) nên chúng tôi không so sánh trực tiếp mà sử dụng phép kiểm định Bayesian như trình bày trong mục phương pháp nghiên cứu.
Căn cứ vào bản đồ phân bố chất thải, mỗi phân nhóm tiểu lưu vực được lấy 3 mẫu quan trắc chất lượng nước (Hình 4.8). Kết quả phân tích mẫu và giá trị tính tải lượng ơ nhiễm (COD và BOD5) của các tiểu lưu vực tương ứng với vị trí các điểm lấy mẫu được trình bày ở Bảng 4.7.
Hình 4.8. Sơ đồ vị trí lấy mẫu kiểm chứng mơ hình