5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
2.3. Phương pháp nghiên cứu
Trên cơ sở cĩ sự biến đổi thành phần và tính chất của nước về lý - hĩa - sinh học do sự xuất hiện các hợp chất lạ, làm cho nước trở nên độc hại đối với người và sinh vật hay khơng thích hợp sử dụng trong các lĩnh vực sản xuất và đời sống của con ngườị Để đánh giá được ảnh hưởng của chất thải chăn nuơi đến nguồn nước mặt chúng ta cần xác định hiện trạng quản lý chất thải chăn nuơi tại địa điểm nghiên cứu, trên cơ sở đĩ thu thập mẫu nước phân tích các chỉ tiêu vật lý, hĩa học, vi sinh vật để xác định chất lượng nguồn nước tại địa điểm nghiên cứụ Từ đĩ đề xuất một số biện pháp giảm thiểu ơ nhiễm do hoạt động chăn nuơi đến mơi trường nước mặt hồ.
2.3.2. Phương pháp cụ thể
2.3.2.1. Phương pháp điều tra đánh giá tình hình chăn nuơi và hiện trạng quản lý chất thải chăn nuơi xã Ea Bar quản lý chất thải chăn nuơi xã Ea Bar
Thơng qua bảng câu hỏi để đánh giá tình hình chăn nuơi của xã (phụ lục 3), từ đĩ xác định mức độ chăn nuơi, phương thức chăn nuơi, khĩ khăn và thuận lợi của người chăn nuơi và tác động của chăn nuơi đến nguồn nước mặt xã Ea Bar.
Thơng qua khảo sát thực tế để đánh giá hiện trường chất lượng nguồn nước mặt của xã.
2.3.2.2. Đánh giá chất lượng nước mặt do ảnh hưởng của hoạt động chăn nuơi nuơi
Tiến hành lấy mẫu theo 3 đợt:
+ Đầu mùa khơ: Đầu tháng 01/2011. + Đầu mùa mưa: Đầu tháng 05/2011.
+ Thời kỳ lượng mưa lớn nhất: Khoảng đầu tháng 08/2011. Mỗi đợt đều phân tích 13 chỉ tiêu: độ đục, màu sắc, pH, DO, COD, BOD5, PO43-, NH4+, NO3-, colifoms tổng số, colifoms phân, Clostridium perfringens, salmonellạ
+ Phịng thí nghiệm bộ mơn Cơ Sở Thú Ỵ
+ Phịng thí nghiệm Cơng nghệ sinh học và mơi trường. + Phịng thí nghiệm Lab lý hĩa nước viện VSDT Tây Nguyên.
2.3.2.3. Nghiên cứu và đề xuất áp dụng một số mơ hình xử lý chất thải chăn nuơi
Hình 2.1. Sơ đồ quan hệ giữa mục tiêu, nội dung và phương pháp nghiên cứu 2.4. Phương pháp phân tích
2.4.1. Phương pháp lấy mẫu
2.4.1.1. Chuẩn bị dụng cụ lấy mẫu (TCVN 5992 – 1995)
+ Chai nhựa (poly etylen) dung tích 500ml đã rửa sạch bằng xà phịng và ngâm vào dung dịch HCl 1M hay HNO3 1M, rửa sạch bằng nước cất, dán nhãn.
+ Cồn 900, tăm bơng, diêm, thùng đá, bơng thấm nước, phiếu điều tra, sổ ghi chép.
+ Đối với mẫu xét nghiệm chỉ tiêu lý hĩa học thì khơng cần thiết phải sấy vơ trùng. Đối với mẫu xét nghiệm chỉ tiêu vi sinh học thì phải sấy vơ trùng bằng cách hấp ướt cao áp ở 1200C trong 30 phút [47] .
2.4.1.2. Cách nạp mẫu vào bình chứa (TCVN 5993 – 1995) [48]
Thu thập mẩu – Bằng tay: Lấy mẫu từ sơng, suối, hồ bằng cách giữ lấy chai ngay chỗ tay cầm và nhúng đầu cổ chai hướng xuống phía dưới mặt nước. Quay chai đến khi cổ chai hơi hướng lên và miệng chai hướng về dịng chảỵ Nếu khơng cĩ dịng chảy, như trong trường hợp tại bể chứa, thì tạo dịng chảy bằng cách đẩy chai theo chiều ngang vế phía trước theo hướng ra xa tay cầm. Khi thu mẫu từ thuyền, lấy mẫu ở phía trước mũi thuyền. Nếu khơng thể thu mẫu theo những cách này, gắn một vật nặng vào chai và thả vào nước. Trong bất kỳ trường hợp nào cũng phải lưu ý tránh tiếp xúc với bờ hay đáy kênh.
+ Các mẫu dùng để xác định các thơng số lý, hố học thì nạp mẫu đầy bình và đậy nút sao cho khơng cĩ khơng khí ở trên mẫụ.. Điều đĩ hạn chế tương tác với pha khí và sự lắc khi vận chuyển (để tránh thay đổi hàm lượng cacbon dioxit, hidro cacbonat khơng chuyển thành các kết tủa cacbonat, các thành phần ít xu hướng bị oxi hĩa, như vậy hạn chế được sự thay đổi màu của mẫu, ...)
+ Các mẫu dùng để xác định vi sinh vật thì khơng được nạp đầy mà cần để một khoảng khơng khí sau khi nút. Điều đĩ cũng để dễ lắc trước khi phân tích và tránh đưa chất ơ nhiễm vào mẫụ Bình chứa những mẫu phải bị đơng lạnh thì khi bảo quản khơng được nạp đầỵ
Sau khi lấy mẫu, các bình chứa mẫu đưa đến phịng thí nghiệm được đậy kín và bảo vệ khỏi ánh sáng, sức nĩng bởi vì chất lượng nước cĩ thể thay đổi nhanh chĩng do trao đổi khí, các phản ứng hố học và sự đồng hố của sinh vật.
2.4.1.3. Vị trí lấy mẫu
Các mẫu được phân tích được lấy tại các nhĩm sau: Nhĩm 1: Mẫu nước mặt được lấy từ các hồ và đập.
Nhĩm 3: Ao nuơi cá của các hộ dân.
Sau khi điều tra tại xã Ea Bar, huyện Buơn Đơn Vị trí lấy mẫu được chúng tơi xác định như sau:
Nhĩm 1: Lấy mẫu tại Hồ Kiến Thiết (thơn 9); Đập Ea Né (Thơn 11); Đập Lanar (Thơn 10).
Nhĩm 2 : Lấy mẫu tại suối nước đục và suối Ea Bar (tên theo bản đồ địa chính xã Ea Bar).
Nhĩm 3: Lấy mẫu tại thơn 10, 11, 12.
2.4.1.4. Thời điểm lấy mẫu
Các mẫu phân tích được lấy tại các địa điểm nghiên cứu được chia làm 3 đợt, trong 2 mùa (mùa mưa và mùa khơ).
Thời điểm lấy mẫu đầu mùa khơ (đầu tháng 01/2011). Thời điểm lấy mẫu đầu mùa mưa (đầu tháng 05/2011).
Thời điểm lấy mẫu thời kỳ lượng mưa lớn nhất (đầu tháng 08/2011).
2.4.1.5. Thao tác lấy mẫu
- Trước khi lấy mẫu ghi rõ địa điểm, thời gian lấy mẫu và những đặc điểm cần lưu ý của mỗi nguồn nước trên các nhãn của dụng cụ đựng mẫụ
- Tùy theo nguồn nước mà cách lấy mẫu cĩ khác nhau:
+ Tại các thủy vực nước chảy lấy mẫu tổ hợp ở 3 điểm: Nước chảy mạnh nhất, nước chảy trung bình và nước đứng. (TCVN 5994 - 1995) [3]
+ Tại các ao, hồ: Lấy mẫu tổ hợp theo đường chéo 4 điểm sau đĩ trộn lẫn vào nhau (TCVN 5996 - 1995) [4].
2.4.1.6. Số lượng các mẫu phân tích
Sau khi điều tra tình hình chăn nuơi, vị trí của nguồn nước mặt tại xã Ea Bar, Nhĩm Số lượng
1 3
3 6
Như vậy, các vị trí lấy mẫu sẽ được lặp lại trong 3 lần (đầu mùa khơ, đầu mùa mưa và thời điểm lượng mưa lớn nhất)
2.4.2. Phương pháp phân tích chỉ tiêu vật lý
2.4.2.1. Độ đục(Theo SMEWW –Phương pháp Nephelometric)
Phương pháp này dựa trên sự so sánh về độ hấp thu ánh sáng của mẫu ở một điều kiện xác định với độ hấp thu ánh sáng bởi dãy chuẩn đã biết độ đục ở cùng một điều kiện.
Độ đục được đo bằng máy đo quang, cuvét 5cm. Đơn vị NTỤ Chuẩn bị hĩa chất và tiến hành đo (phụ lục 5.1)
Lập đường đồ thị chuẩn biểu diễn mối quan hệ tuyến tính giữa độ hấp thu của dung dịch chuẩn và độ đục (sử dụng phần mềm excel). Phần mềm sẽ cung cấp cho chúng ta phương trình biểu diễn mối quan hệ nàỵ
Đương chuân đơ đuc
y = 0.0146x + 0.0287 R2 = 0.9971 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 NTU B ư ơ c so n g Hình 2.2. Đường chuẩn độ đục
Dựa vào phương trình ta cĩ thể xác định được độ đục của mẫụ
2.4.2.2. Màu sắc
Màu của nước thiên nhiên được tạo nên bởi các chất mùn, phiêu sinh vật, các sản phẩm của quá trình phân hủy hữu cơ, cỏ dạị.. tạo rạ
Độ màu của mẫu nước nghiên cứu được đánh giá bằng phương pháp so màụ Thực hành trên máy máy quang phổ VIS Libra S22 tại phịng thí nghiệm lý hĩa nước, viện VSDT Tây Nguyên.
Chuẩn máy bằng nước cất hai lần để đưa về qui ước giá trị màu bằng 0. Mẫu được xử lý bằng ly tâm trước khi đo, đổ vào cuvet đã rửa sạch, đo độ truyền quang, vạch trên thang chia độ cĩ sẵn để xác định độ màụ
2.4.3. Phương pháp phân tích chỉ tiêu hĩa học
2.4.3.1. pH (Theo SMEWW Phương pháp điện hĩa)
Nguyên tắc của phương pháp này dựa trên việc xác định hoạt độ của ion hydrogen bằng cách đo trị số điện thế sử dụng một điện cực hydrogen tiêu chuẩn và một điện cực so sánh.
Cách tiến hành máy đo pH: Cho nước vào lọ đựng mẫụ Tráng rửa điện cực bằng nước cất. Dùng giấy mềm, nhẹ nhàng lau khơ điện cực. Nhúng điện cực vào dung dịch phân tích (sâu khoảng 2-3 cm). Thỉnh thoảng lắc nhẹ dung dịch, chờ cho đến khi chỉ số pH hiển thị trên màn hình ổn định (các biểu tượng [], [] biến mất), đọc lấy giá trị pH này, đây chính là pH của dung dịch phân tích.
2.4.3.2. Ơxy hịa tan (DO): Phương pháp đo bằng máy SMEWW 4500-DO
Nhãn hiệu máy: YSI; Hãng sản xuất: YSI - Mỹ; Model: DO200
DO: Được đo bằng máy đo, đo trực tiếp tại vị trí lấy mẫụ Rửa sạch điện cực, thấm bằng giấy thấm sau khi đo nhúng điện cực vào vị trí nước cần đọ Bật máy, chọn chế độ cần đo, chọn Test sau khoảng 10 giây sẽ cho kết quả.
2.4.3.3. COD: Theo SMEWW (Phương pháp hồn lưu kín, so màu)
COD được đo bằng máy phân tích COD, trước khi đo: Chuẩn bị mẫu, tiến hành đo theo các bước hướng dẫn (phụ lục 5.2)
Đương chuân COD y = 0.0024x + 0.0024 R2 = 0.9993 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 COD (mg O2/l) A B S
Hình 2.3. Đường chuẩn COD
Lập đường đồ thị chuẩn biểu diễn mối quan hệ tuyến tính giữa độ hấp thu của dung dịch chuẩn và COD (sử dụng phần mềm excel). Phần mềm sẽ cung cấp cho chúng ta phương trình biểu diễn mối quan hệ nàỵ Như vậy khi đo được độ hấp thu của mẫu, dựa vào phương trình ta cĩ thể xác định được COD của mẫụ
2.4.3.4. BOD5: Theo SMEWW (Phương pháp hơ hấp kế)
Đo theo nguyên tắc giảm áp suất khơng khí trong bình mẫụ Trong khi đo BOD, vi khuẩn trong mẫu tiêu thụ oxi hịa tan trong mẫu, đồng thời nhả ra CO2 tương ứng được hấp phụ bởi KOH. Điều này làm giảm áp suất trong hệ thống. Dùng sensor đo sự giảm áp để suy ra được giá trị BOD mg/l O2.
Chuẩn bị mẫu và tiến hành đo (phụ lục 5.3)
Kết quả cuối cùng được thể hiện trong 5 ngày, chỉ số BOD đo được theo ngày, ghi lại kết quả.
2.4.3.5. NH4+: SMEWW 4500 F
Nguyên tắc: Amoni phản ứng với hypochlorite trong mơi trường kiềm nhẹ tạo thành monochloraminẹ Chất này với sự cĩ mặt của phenol và hypochlorite dư sẽ tạo thành hợp chất indophenol màu xanh.
Chuẩn bị hĩa chất và tiến hành đo ở bước sĩng 635 nm trong cuvet 1 cm, tránh để cặn bẩn rơi vào cĩng (phụ lục 5.4). Đương chuân NH4+ y = 0.9272x + 0.0251 R2 = 0.9997 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 Nơng đơ mgN/l Hình 2.4. Đường chuẩn NH4+
Lập đường đồ thị chuẩn biểu diễn mối quan hệ tuyến tính giữa độ hấp thu của dung dịch chuẩn và nồng độ amoni (sử dụng phần mềm excel). Phần mềm sẽ cung cấp cho chúng ta phương trình biểu diễn mối quan hệ nàỵ Như vậy khi đo được độ hấp thu của mẫu, dựa vào phương trình ta cĩ thể xác định được nồng độ NH4+ của mẫụ
2.4.3.6. Nitrat (NO3-) (TCVN 6180-1996)
Nguyên tắc: Đo phổ hợp chất màu vàng được hình thành bởi phản ứng của axit sunfosalixilic (được hình thành do việc thêm natri salixylat và axit sunfuaric vào mẫu) với nitrat và tiếp theo xử lý với kiềm.
Sau khi chuẩn bị hĩa chất, hiệu chuẩn theo phụ lục 5.5. Lập đường đồ thị chuẩn biểu diễn mối quan hệ tuyến tính giữa độ hấp thu của dung dịch chuẩn và nồng độ nitrat (sử dụng phần mềm excel). Phần mềm sẽ cung cấp cho chúng ta phương trình biểu diễn mối quan hệ nàỵ
Đương chuẩn nitrat y = 0.253x + 0.0093 R2 = 0.9998 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 0 1 2 3 4 5 6 Nơng đơ mgN/l Đ ơ hâ p th u Hình 2.5. Đường chuẩn NO3-
Như vậy khi đo được độ hấp thu của mẫu, dựa vào phương trình ta cĩ thể xác định được nồng độ nitrat của mẫụ
2.4.3.7. PO43-: Theo SMEWW (Phương pháp Thiếc (II) clorua)
Nguyên tắc:Trong mơi trường acid Orthophosphat tác dụng với Amoni Molybdat tạo thành Acid Molybdophosphoric, acid này bị khử bởi thiếc (II) clorua cho ra Molydenum cĩ màu xanh.
Chuẩn bị mẫu và cách tiến hành đo theo phụ lục 5.6
Phương trinh đương chuân PO43-
y = 0.9086x + 0.0084 R2 = 0.9999 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 Nơng đơ mg/l Hình 2.6. Đường chuẩn PO43-.
Như vậy khi đo được độ hấp thu của mẫu, dựa vào phương trình ta tính kết quả theo phụ lục 5.6 tính được nồng độ photphat của mẫụ
2.4.4. Phương pháp phân tích chỉ tiêu vi sinh vật
2.4.4.1. Coliform phân và coliform tổng số : Theo phương pháp nhân lên nhiều ống
( Multiple tube tests ) TCVN 6187-2 phần 2.
Nguyên tắc: Cấy các phần mẫu thử được pha lỗng hoặc khơng được pha lỗng vào
một dãy ống nghiệm chứa một mơi trường nuơi cấy chọn lọc dạng lỏng cĩ lactozơ. - Xác định coliform tổng số: Dựa trên cơ sở lên men đường lactoza và sinh hơi ở 35-370C trong mơi trường BGBL (Briliant Green Lactose Bile Salt) trong khoảng thời gian 48h để phát hiện coliform tổng số.
- Xác định coliform phân(coliform chịu nhiệt): Các mẫu được cấy vào mơi trường EC (Escherichia coli) lỏng cĩ khả năng lên men lactose sinh hơi trong khoảng thời gian 24h sau khi ủ ở 440C.
Bằng các bảng thống kê, tính tốn số xác suất cao nhất của các dạng coliform, coliform chịu nhiệt và Ẹ coli giả định cĩ thể cĩ mặt trong 100ml mẫu thử, từ các ống thử cho kết quả xác nhận dương tính.
Đối với mẫu nước mặt tại xã Ea Bar, chúng tơi ghi nhận nguồn nước bị ơ nhiễm vi sinh vật cao nên chúng tơi pha lỗng đến nồng độ 10-5 sau khi làm thí nghiệm thử. Cuối cùng chúng tơi chọn 3 nồng độ pha lỗng là 10-3, 10-4, 10-5 để tiến hành đánh giá các mẫu thí nghiệm. Vì vậy, kết quả sau khi phân tích 2 chỉ tiêu
coliform phân và coliform tổng số được tra bảng MPN và nhân với 1000 (10-3). Chuẩn bị mơi trường và dụng cụ; Phương pháp phân tích được trình bày trong phụ lục 5.7
2.4.4.2. Clostridium perfringens
Clostridium perfringens là trực khuẩn kỵ khí, gram dương, hình que, kỵ khí, sinh bào tử, bào tử của các chủng Clostridium perfringens cĩ mặt ở khắp mọi nơi trong thiên nhiên và dễ nhiễm vào thực phẩm, cĩ thể thủy giải saccharide và prơtêin trong các hoạt động thu năng lượng.
Clostridium perfringens cĩ nhiệt độ sống tối ưu ở nhiệt độ 37-450C, mật độ được xác định bằng cách nuơi cấy trong mơi trường đặc hiệu cĩ chứa Ferri amonium citrate và disodium sulphite như mơi trường yếm khí Wilson’s Blair cải tiến, Tryptose Sulfide Cycloserin (TSC) ….
Nguyên lý: Trong mơi trường TSC Clostridium perfringens lên men glucogens sẽ biến sulfua tạo ra khí H2S, với phèn sắt được cho thêm vào mơi trường sẽ tạo ra sulfua sắt làm khuẩn lạc cĩ màu đen.
2.4.4.3. Salmonella: Theo phương pháp màng lọc.
Salmonella là trực trùng gram âm, kích thước khoảng 0,6x2µm, hiếu khí, cĩ khả năng di động, khơng tạo bào tử, khơng sinh indol hoặc acetoin, khơng lên mem sucrose, lactose, khơng phân giải ureạ
Chuẩn bị mơi trường và dụng cụ; Phương pháp phân tích được trình bày trong phụ lục 5.7
2.5. Phương pháp xử lý số liệu
Sau khi phân tích các chỉ tiêu lý, hĩa, vi sinh vật được xử lý thống kê bằng phần mềm Minitab 16.
Chương 3
KẾT QUẢ THẢO LUẬN
3.1. Tình hình chăn nuơi và hiện trạng quản lý chất thải chăn nuơi tại xã Ea Bar 3.1.1. Tình hình chăn nuơi tại xã Ea Bar 3.1.1. Tình hình chăn nuơi tại xã Ea Bar
Ea Bar là một xã thuần nơng, thu nhập chủ yếu của nơng hộ từ nơng nghiệp. Khu vực nghiên cứu cĩ diện tích rộng, thuận lợi cho phát triển chăn nuơi gia súc, gia cầm. Ở xã Ea Bar, việc chăn nuơi gia cầm như gà chủ yếu để cải thiện thức ăn trong gia đình, cịn nuơi vịt chủ yếu là sản xuất trứng giống và thương phẩm.
* Thức ăn: Chăn nuơi gia súc, gia cầm phổ biến, dựa vào việc tận dụng nguồn thức ăn tại chỗ. Một số nơng hộ bắt đầu tiếp cận với khoa học kỹ thuật và sử dụng thức ăn chế biến cơng nghiệp, phối trộn thêm các loại khống chất, Vitamin cao thúc đẩy sinh trưởng của vật nuơi nhanh hơn, gĩp phần rút ngắn thời