4. Nội dung của luận văn
2.3.3. Tính toán tải lượn gô nhiễm nước do nông nghiệp
Tải lượng ô nhiễm nước nông nghiệp gồm tải lượng do hoạt động trồng trọt và do hoạt động chăn nuôi.
a) Tải lượng ô nhiễm do hoạt động trồng trọt
Trong phần này ta sẽ đi vào tính toán tải lượng chất ô nhiễm tiềm năng cho từng huyện do nước hồi quy từ các khu tưới, chủ yếu là chất dinh dưỡng nên ở đây chỉ tính tải lượng tổng N và P.
* Phương pháp tính toán.
Tải lượng chất dinh dưỡng trong nước hồi quy được tính theo hệ số phát sinh chất thải (HSPSCT) trên một đơn vị diện tích và theo thời gian theo công thức:
TL = HSPSCT x F (2.3)
Trong đó:
+ TL: tải lượng chất ô nhiễm (kg/ngày) + HSPSCT: (kg/ha/ngày)
Theo tác giả Robert V.Thoman và John A.Mueller đối với vùng đất nông nghiệp HSPSCT được ước tính như sau:
+ Tổng N = 5 (kg/ha/năm) + Tổng P = 0,5 (kg/ha/năm) * Số liệu tính toán
Ô nhiễm nước hồi quy sau tưới lớn nhất là mùa kiệt nên ở đây ta chỉ quan tâm tính tải lượng chất ô nhiễm trong mùa kiệt. Với lưu vực sông Đào ta chỉ tính với diện tích lúa đông xuân (từ tháng II đến tháng V). Với hoa màu và các cây công nghiệp khác do đều dùng hình thức tưới ẩm nên coi như không có lượng nước hồi quy ra sông suối.
* Tính tải lượng chất ô nhiễm.
Dựa theo số liệu diện tích trong bảng 1.1, bảng 1.2 ta xác định được tỷ lệ diện tích của mỗi huyện, trong lưu vực sông Đào với diện tích của huyện tương ứng trong tỉnh Nam Định, kết hợp bảng 1.5 khi đó ta tính được diện tích lúa đông xuân trong lưu vực sông Đào. Áp dụng công thức (2.3) tính được tải lượng các chất dinh dưỡng do nước hồi quy như bảng 2.16:
Bảng 2.16. Tải lượng chất ô nhiễm do nước hồi quy sau tưới tại lưu vực sông Đào
TT Khu vực
Diện tích lúa đông xuân
(ha)
Tải lượng (kg/ngày)
N P 1 Thành phố Nam Định 917 13 1 2 Huyện Nam Trực 2812 38 4
3 Huyện Nghĩa Hưng 1351 19 2
4 Huyện Ý Yên 1657 22 2
5 Huyện Vụ Bản 4260 58 6
* Nhận xét và đánh giá
Theo bảng 2.16 tải lượng chất dinh dưỡng do nước hồi quy phần lớn là ở huyện Vụ Bản (N=58kg/ngày, P = 6 kg/ngày) do đây là khu vực có diện tích lúa đông xuân lớn nhất. Thấp nhất là ở thành phố Nam Định (N= 13kg/ngày, P = 1 kg/ngày) do đây là khu vực có diện tích lúa đông xuân ít nhất.
b) Tải lượng chất ô nhiễm do hoạt động chăn nuôi
* Nội dung tính toán
Trong phần này sẽ đi tính toán tải lượng chất ô nhiễm do hoạt động chăn nuôi. Trong nước thải chăn nuôi bao gồm các tải lượng: TSS, BOD5, tổng N, Tổng P.
* Phương pháp tính toán
Tải lượng chất ô nhiễm đối với nước thải chăn nuôi được tính theo công thức
TL = Qthải x C (2.4)
Với Qthải = 80%Qdùng (2.5)
Qdùng= M x Số con (2.6)
Trong đó:
TL: Tải lượng chất ô nhiễm (kg/ngày) Qthải: lưu lượng nước thải chăn nuôi (m3
/ngày) Qdùng: lưu lượng nước dùng trong chăn nuôi (m3
/ngày)
C: nồng độ chất ô nhiễm (mg/l), xét tới 2 trường hợp đã xử lý và chưa xử lý. M: mức nước dùng cho chăn nuôi (l/con/ngày đêm)
Theo tổ chức WHO, nồng độ 1 số chất ô nhiễm chủ yếu trong nước thải chăn nuôi được ước tính như bảng 2.17.
Bảng 2.17. Giá trị nồng độ của một số chất trong nước thải chăn nuôi
STT Thông số Nông độ (mg/l) Chưa xử lý Xử lý bằng biogas 1 TSS 1100 430 2 BOD5 500 198 3 Tổng N 90 36 4 Tổng P 24 9,5 (Nguồn: WHO)
Nhu cầu dùng nước cho chăn nuôi bao gồm nhu cầu nước cho ăn uống, vệ sinh chuống trại, nước tạo môi trường sống. Theo TCVN 4454 - 1987 nhu cầu nước cho các loại vật nuôi phổ biến như sau:
- Trâu, bò: 80 l/con/ngày đêm. - Lợn: 25 l/con/ngày đêm - Gia cầm: 2 l/con/ngày đêm * Tính tải lượng chất ô nhiễm
- Lượng nước thải: Dựa theo tỷ lệ diện tích các huyện trong lưu vực và diện tích các huyện tương ứng (sử dụng bảng 1.1 và bảng 1.2) kết hợp số liệu về số lượng gia súc gia cầm trong toàn tỉnh (bảng 1.4) khi đó ta xác định được số gia súc gia cầm trong lưu vực sông Đào. Khi biết số lượng gia súc, gia cầm trong lưu vực sông Đào và tiêu chuẩn dùng nước cho vật nuôi, theo công thức (2.6) tính được lượng nước dùng cho chăn nuôi cho từng huyện, thành phố trong lưu vực. Theo công thức (2.5) ước tính được lượng nước thải tương ứng. Kết quả được thể hiện ở bảng 2.18.
Bảng 2.18. Lưu lượng nước thải chăn nuôi tại lưu vực sông Đào
TT Khu vực Số lượng (con) Qdùng (m3/ngày) Qthải (m3/ngày) Lợn Trâu bò Gia cầm Lợn Trâu bò Gia cầm Tổng 1 T.p Nam Định 13329 765 314000 333 61 628 1022 818 2 H.Nam Trực 23796 1915 197901 595 154 396 1145 916 3 H. Nghĩa Hưng 10534 326 109798 263 26 220 509 407 4 H. Ý Yên 14435 2232 107102 361 179 214 754 603 5 H. Vụ Bản 26052 3286 265665 652 264 531 1447 1157 6 H.Mỹ Lộc 21904 2010 149426 547 160 299 1006 805
- Tải lượng chất ô nhiễm: được tính theo công thức (2.4), dựa vào lưu lương nước thải, nồng độ chất ô nhiễm và tỷ lệ nước thải được xử lý. Theo sở TN&MT Định, hiện nay lưu vực sông Đào mới chỉ có khoảng 20% lượng nước thải do
chăn nuôi được xử lý sơ bộ bằng bể biogas. Kết quả tính toán tải lượng các chất ô nhiễm do hoạt động chăn nuôi tại lưu vực sông Đào được trình bày trong bảng 2.19.
Bảng 2.19. Tải lượng các chất ô nhiễm do hoạt động chăn nuôi tại lưu vực sông Đào
TT Khu vực Qthải
(m3/ngày)
Tải lượng (kg/ngày)
Đã xử lý Chưa xử lý Tổng
TSS BOD5 N P TSS BOD5 N P TSS BOD5 N P
1 T.p Nam Định 818 70 32 6 2 720 327 59 16 790 359 65 18 2 H. Nam Trực 916 79 37 6 2 807 367 65 18 886 403 71 20 3 H. Nghĩa Hưng 407 35 16 3 1 358 163 29 8 393 179 32 9 4 H.Ý Yên 603 52 24 4 1 531 241 43 12 583 265 47 13 5 H.Vụ Bản 1157 101 45 8 3 1019 463 83 23 1120 508 91 26 6 H.Mỹ Lộc 805 69 31 6 2 709 322 58 16 778 353 64 18 Nhận xét, đánh giá.
Bảng 2.19 cho thấy trong lưu vực sông Đào, huyện Vụ Bản là nơi có tải lượng ô nhiễm chăn nuôi lớn nhất (TSS = 1120 kg/ngày, BOD5 = 508 kg/ngày, N = 91kg/ngày, P = 26 kg/ngày), nhỏ nhất là huyện Nghĩa Hưng do có số lượng gia cầm, gia súc ít nhất.
c) Đánh giá tải lượng chất ô nhiễm do nông nghiệp lưu vực sông Đào
* Tổng hợp tải lượng
Tải lượng chất ô nhiễm do hoạt động nông nghiệp được tổng hợp trong bảng 2.20.
Bảng 2.20. Tổng hợp tải lượng các chất ô nhiễm do hoạt động nông nghiệp tại lưu vực sông Đào
STT Khu vực Tải lượng (kg/ngày)
TSS BOD5 N P
1 Thành phố Nam Định 790 359 78 19
2 Huyện Nam Trực 886 403 109 24
STT Khu vực Tải lượng (kg/ngày) TSS BOD5 N P 4 Huyện Ý Yên 583 265 69 15 5 Huyện Vụ Bản 1120 508 149 32 6 Huyện Mỹ Lộc 778 353 92 21 Nhận xét, đánh giá. Qua bảng 2.20 ta thấy:
- Ô nhiễm vật lý và các chất hữu cơ chủ yếu do hoạt động chăn nuôi sinh ra. Trong đó huyện Vụ Bản có tải lượng lớn nhất (TSS = 1120 kg/ngày, BOD5 = 508 kg/ngày) do đây là huyện có lượng gia súc, gia cầm lớn hơn các huyện khác ở lưu vực sông Đào.
- Ô nhiễm chất dinh dưỡng do nước hồi quy sau tưới và nước thải chăn nuôi gây ra, trong đó huyện Vụ Bản có tải lượng lớn nhất (tổng N = 149 kg/ngày, tổng P = 32 kg/ngày) do đây là huyện có lượng gia súc, gia cầm lớn hơn các huyện khác ở lưu vực sông Đào.
Ngoài ra ô nhiễm diện còn có cả lượng các chất ô nhiễm do mưa rơi xuống rửa trôi trên bề mặt lưu vực. Lượng nước chảy tràn trên bề mặt phụ thuộc vào lượng mưa, cường độ mưa và thời gian mưa. Do ở đây ta chỉ xét đến mùa kiệt nên lượng mưa ít, nước ngấm xuống đất nên lượng nước chảy tràn trên bề mặt không đáng kể nên có thể bỏ qua thành phần này.