Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Đặc tính của vi khuẩn lactic là Gram dương, oxidase và catalase âm tính, hình que hay hình cầu, không tạo bào tử (Abee et al., 1999). Vi khuẩn lactic có khả năng sinh axit lactic làm tăng sự phân hủy các hợp chất hữu cơ, là chất tiệt trùng được ứng dụng nhiều trong bảo quản, chế biến thực phẩm, trong y, dược và xử lý môi trường. Gần đây vi khuẩn lactic còn được đặc biệt quan tâm nghiên cứu về khả năng sinh bacterioxin là các chất diệt khuẩn thế hệ mới có phổ kháng khuẩn đa dạng, tính đặc hiệu tế bào đích cao, an toàn với người, vật nuôi, cây trồng và môi trường là giải pháp cho vấn đề kiểm soát các nguồn bệnh. Hầu hết vi khuẩn lactic đều tổng hợp được bacteriocin nên thành phần kháng khuẩn này rất đa dạng như Lactacin, Nisin, Acidolin,...
1.4. Một số phƣơng pháp xử lý ô nhiễm môi trƣờng do chăn nuôi gà 1.4.1. Công nghệ EM [15], [19], [36]
Vai trò của từng nhóm vi sinh vật trong EM. GS. Teruo Higa cho biết chế phẩm EM giúp cho quá trình sinh ra các chất chống oxy hoá như inositol, ubiquinone, saponine, polysaccharide phân tử thấp, polyphenol và các muối chelate. Các chất này có khả năng hạn chế bệnh, kìm hãm các vi sinh vật có hại và kích thích các vi sinh vật có lợi.
Chế phẩm EM là một hỗn hợp chứa các vi sinh vật có ích tồn tại trong tự nhiên được phân lập ra, có tác dụng tiêu diệt các vi sinh vật có hại và hướng quá trình phân huỷ hữu cơ theo hướng có lợi cho môi trường. Sử dụng chế phẩm EM an toàn, không độc hại và cân bằng sinh học, làm cho môi trường không khí, đất và nước trong lành, không bị ô nhiễm, xúc tiến tăng trưởng và tăng sức đề kháng cho gia cầm.
EM là chế phẩm được nuôi cấy hỗn hợp gồm 5 nhóm vi sinh vật có ích: Vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, nấm men, xạ khuẩn và nấm sợi.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
EM được thử nghiệm ở nhều quốc gia: Mỹ, Nam Phi, Thái Lan, Philippin, Trung Quốc, Braxin, Nhật Bản, Singapore, Srilanca, Nepal, Việt Nam, Triều Tiên, Belarus,… và cho thấy những kết quả khả quan. Trong chăn nuôi, EM có tác dụng:
- Làm tăng sức khoẻ vật nuôi, tăng sức đề kháng và khả năng chống chịu đối với các điều kiện ngoại cảnh.
- Tăng cường khả năng tiêu hoá và hấp thụ các loại thức ăn. - Kích thích khả năng sinh sản.
- Tăng sản lượng và chất lượng trong chăn nuôi.
- Tiêu diệt các vi sinh vật có hại, hạn chế sự ô nhiễm trong chuồng trại chăn nuôi.
Trong bảo vệ môi trường: Do có tác dụng tiêu diệt các vi sinh vật gây thối (sinh ra các loại khí H2S, SO2, NH3,…) nên khi phun EM vào rác thải, cống rãnh, tolet, chuồng trại chăn nuôi,… sẽ khử mùi một cách nhanh chóng. Đồng thời số lượng ruồi, muỗi, ve, các loại côn trùng bay khác giảm hẳn số lượng. Xử lý phân gà bằng EM Bokashi C để khử mùi hôi, ngăn chặn sự phát triển của các vi khuẩn gây bệnh, làm phân chóng hoai và trở thành phân bón hữu cơ có chất lượng.
1.4.2. Công nghệ ozon [9]
Công nghệ ozon được xem là công nghệ mới trong lĩnh vực chăn nuôi. Công nghệ này mới chỉ được áp dụng ở các nước tiên tiến trên thế giới. Hiện nay ở Việt Nam ozon đã được ứng dụng trong chăn nuôi để xử lý: nguồn nước, thức ăn, chuồng trại và môi trường xung quanh.
Trong chăn nuôi gà, thổi khí ozone trực tiếp vào chăn nuôi đồng thời kết hợp với hệ thống phun suơng trực tiếp (nếu có) sẽ có tác dụng:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
- Làm mát môi trường, giảm nhiệt độ trong chuồng trại từ 20 – 30oC, ngăn ngừa tình trạng nóng lạnh thất thường dễ phát sinh mầm bệnh.
- Khử mùi chuồng trại.
- Diệt khuẩn nhằm ngăn ngừa dịch bệnh lây lan trong không khí. Đặc biệt ruồi, muỗi hầu như bị tiêu diệt.
- Phòng chống lây lan dịch bệnh trên diện rộng.
- Đồng thời khử mùi các loại khí như NH3, H2S,… phát sinh từ phân của vật nuôi. Gây nên cay mắt và nghẹt thở cho người, ảnh hưởng đến môi trường xung quanh. Ozone khử một số chất khí thành khí O2, CO2 và hơi nước.
Những ưu điểm khi sử dụng ozone trong chăn nuôi là: - Hiệu quả xử lý nhanh.
- Dễ dàng kết hợp với các phương pháp xử lý khác. - Thao tác xử lý đơn giản, chi phí vận hành thấp. - Giá cả phù hợp với thu nhập người chăn nuôi.
- Sau xử lý chuyển hoá thành oxy không để lại dư lượng độc hại.
Bảng 1.3. Khả năng khử một số hợp chất mang mùi của ozone
Hợp chất mang mùi Nồng độ mùi
(ppm)
Hiệu suất xử lý của ozone (%)
Hydrogen sulfide (mùi trứng thối) 0.03 54
0.27 97
Methyl mercaptan (mùi bắp cải hôi) 0.01 72
0.03 92
Methyl sulfide (mùi cống rãnh) 0.01 88
Methyl disulfide (mùi cống rãnh) 0.02 65
Ammonia (mùi khai) 0.04 98
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Trimethilamine (mùi tanh cá) 0.02 80
Nguồn: Công ty TNHH Môi trường Phương Nam, 2010
1.4.3. Sử dụng chế phẩm Balasa – N01 làm đệm lót chuồng trong chăn nuôi
gà [34]
Thành phần của chế phẩm Balasa – N01 là các tế bào sống của các chủng vi khuẩn, nấm men, nấm sợi và các enzym thuỷ phân các chất hữu cơ.
Lợi ích của việc sử dụng chế phẩm để xử lý đệm lót:
- Làm tiêu hết phân do đó mùi hôi thối, khí độc trong chuồng nuôi hầu như không còn, tạo môi trường sống tốt không ô nhiễm.
- Sẽ không phải thay chất độn trong suốt quá trình nuôi do đó giảm tối đa nhân công dọn chuồng và nguyên liệu làm chất độn.
- Giảm rõ tỷ lệ mắc bệnh đặc biệt là bệnh tiêu chảy và bệnh hen. Vì vậy giảm công và chi phí thuốc trong việc chữa trị bệnh.
- Tăng chất lượng đàn gà và chất lượng của sản phẩm.
- Hiệu quả của việc sử dụng đệm lót lên men: Tiết kiệm 80% nước trong chăn nuôi, 60% nhân lực, 10% thức ăn, giúp môi trường chăn nuôi không bị ô nhiễm, giúp sản phẩm thịt có màu, mùi, vị gần với chăn nuôi hữu cơ, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm
- Hoạch toán kinh tế người chăn nuôi sẽ lợi: Môi trường không ô nhiễm, giảm được công việc nặng nhọc trong công việc thường xuyên thay chất độn, chi phí chung sẽ ít hơn nên thu nhập tăng lên.
Một số chú ý khi sử dụng chế phẩm Balasa – N01:
- Phải chú ý làm tơi xốp bề mặt đệm lót: cứ sau 1 – 2 ngày cào trên bề mặt đệm lót một lần để giúp cho đệm lót được tơi xốp, phân sẽ được phân huỷ nhanh hơn.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
- Tránh để bị nước mưa và nước ở máng uống làm ướt đệm. - Kiểm tra ẩm độ lớp đệm để bổ sung nước cho phù hợp.
- Khi phát hiện độn lót có mùi của khí NH3 và thối nhẹ là tác dụng phân giải phân chưa tốt cần phải xử lý kịp thời.
Công nghệ chăn nuôi trên đệm lót sinh thái với kỹ thuật làm chuồng, chuẩn bị đệm lót và chăm sóc vật nuôi đơn giản vì vậy người chăn nuôi có thể dễ dàng áp dụng, mang lại hiệu quả cao trong chăn nuôi mà lại giải quyết được vấn đề về ô nhiễm môi trường.
1.5. Hiện trạng môi trƣờng chăn nuôi ở tỉnh Vĩnh Phúc [32]
Huyện Tam Dương, tỉnh Vĩnh Phúc đang phát triển mạnh các trang trại chăn nuôi gia súc, gia cầm. Tam Dương hiện là một trong những địa phương chăn nuôi gia cầm lớn của tỉnh Vĩnh phúc với sản lượng mỗi năm nuôi khoảng 2,5 – 3 triệu gà thịt và 1,2 triệu con gà đẻ trứng. Đây là nơi cung cấp lượng gà thịt chính cho thị trường trong tỉnh và phần lớn cho thị trường Hà Nội. Hàng năm, Tam Dương cung cấp ra thị trường hàng triệu tấn thịt gà. Chăn nuôi gia súc, gia cầm đã thúc đẩy nhanh sự phát triển kinh tế của địa phương. Tuy nhiên, bên cạnh đó một lượng lớn chất thải từ các trang trại chăn nuôi gây mùi hôi thối, ô nhiễm môi trường xung quanh ảnh hưởng đến khu dân cư.
Trong qui trình nuôi gà thịt tập trung ở các trang trại, phải sử dụng vỏ trấu hoặc mùn cưa để lót nền chuồng để giữ cho nền chuồng được khô và hạn chế sự ô nhiễm môi trường. Đối với việc nuôi gà thịt, với vòng đời gà trung bình từ 35 – 40 ngày nuôi, cần phải thay chất độn chuồng (vỏ trấu, mùn cưa) từ 3 đến 4 lần và trung bình trọng lượng chất thải rắn này là 45 – 50kg/con gà.
Hiện nay, việc sử dụng chế phẩm vi sinh vật để xử lý chuồng trại chăn nuôi cũng đã được áp dụng. Ví dụ có thể sử dụng chế phẩm vi sinh vật EM phun cho các trang trại chăn nuôi, có tác dụng làm giảm mùi hôi, ngăn chặn ruồi và
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
các côn trùng có hại, tăng chất lượng sản phẩm,... Tuy nhiên, với loại chế phẩm trên phải phun thường xuyên, do vậy sẽ không phù hợp với đối với việc chăn nuôi gia cầm. Vì cần phải giữ nền chuồng khô ráo, nếu không sẽ phát sinh các con bọ mát đốt gia cầm. Theo ước tính của Phòng Nông nghiệp huyện Tam Dương, mỗi năm các trang trại chăn nuôi trên địa bàn huyện thải ra trăm ngàn tấn phân gia cầm, nếu không có biện pháp xử lý tốt sẽ gây ô nhiễm môi trường. Vì vậy việc nghiên cứu có giải pháp xử lý được nguồn chất thải này ngay tại các trang trại chăn nuôi sẽ có ý nghĩa khoa học và thực tiễn.
Trong những năm gần đây được sự quan tâm của các cấp Đảng, chính quyền ngành nôngnghiệp của huyện nói chung và ngành chăn nuôi nói riêng, đã có những bước tiến tương đối toàn diện và có sự chuyển biến tích cực từ chăn nuôi nhỏ lẻ sang chăn nuôi tập trung theo hướng gia trại, trang trại. Giá trị ngành chăn nuôi không ngừng tăng, cụ thể năm 2010 chiếm 55,8% trong ngành nông nghiệp, góp phần mang lại giá trị kinh tế cao cho người chăn nuôi đồng thời thúc đẩy cho việc chuyển đổi cơ cấu kinh tế nông nghiệp và tăng trưởng kinh tế của huyện.
Bảng 1.4. Phân bổ số lƣợng gia súc, gia cầm tại huyện Tam Dƣơng, Vĩnh Phúc
Loại vật nuôi Số lƣợng (con)
Trâu 3.716 Bò: - Đàn bò lai - Tỷ lệ bò lai sind 2.027 14.572 72,4%
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Lợn: - Đàn lợn nái - Đực giống - Lợn thịt 81.044 11.912 125 69.007 Gà 1.539.806 Ngan, vịt, ngỗng 208.190 Gia cầm khác 86.610 Tổng 1.939.412
Nguồn: Phòng Nông nghiệp và Phát triền nông thôn huyện Tam Dương, Vĩnh Phúc
Đến thời điểm hiện tại, trên địa bàn huyện hiện có 273 hộ chăn nuôi gia cầm với qui mô trên 2.000 con/hộ, với số lượng gia cầm: 996.050 con/lứa. Lượng chất độn chuồng thải ra khoảng 4.900 tấn/năm. Sự phát triển nhanh, mạnh của đàn gia cầm trong những năm qua vừa đem lại nguồn thu lớn cho người chăn nuôi, nhưng cũng đặt ra nhiều thách thức, khó khăn trước mắt trong vấn đề: Quản lý phát triển sản xuất và phòng chống dịch bệnh; tiêu thụ sản phẩm, nâng cao hiệu quả chăn nuôi gia cầm quy mô trang trại, gia trại trên địa bàn huyện và đặc biệt là vấn đề ô nhiễm môi trường.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
Chƣơng II
PHƢƠNG PHÁP VÀ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU
2.1. Vật liệu
- Mẫu phân gà: Thu thập từ một số hộ chăn nuôi gà tại huyện Tam Dương, tỉnh Vĩnh Phúc.
- Bộ chủng vi sinh vật của phòng Vi sinh vật môi trường – Viện Công nghệ môi trường.
- Một sô chủng vi sinh vật kiểm định: Do phòng Vi sinh vật môi trường – Viện Công nghệ môi trường cung cấp.
- Chất lót chuồng (trấu) và chất thải chăn nuôi gia cầm.
- Hóa chất: Cao thịt, cao nấm men, pepton, tinh bột, bột xenluloza, MRS, NaCl, K2HPO4, KH2PO4 Glucoza, arabinoza, saccaroza, manitol, fructoza, xenluloza, thạch, ...
- Thiết bị: Binh lên men, nồi hấp ướt, máy lắc Vortex, cân phân tích, kính hiển vi quang học, máy lắc, tủ ấm và một số thiết bị cần thiết khác.
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
Cách tiếp cận tổng hợp theo mối tương tác gắn bó chặt chẽ giữa các yếu tố môi trường sinh thái: Con người – đất – nước – động thực vật.
Quá trình xử lý chất thải chăn nuôi thường diễn ra trong điều kiện nhiệt độ môi trường (từ 25 – 370C). Vì vậy, trong quá trình nghiên cứu tuyển chọn các chủng vi sinh vật phục vụ cho xử lý chất thải chăn nuôi gia cầm chúng tôi tuyển chọn nhóm vi sinh vật có nhiệt độ sinh trưởng thích hợp nằm trong khoảng nhiệt độ trên (25 – 370
C).
Trong quá trình nghiên cứu chúng tôi đã đi sâu vào tuyển chọn các nhóm vi sinh vật có khả năng khử mùi hôi thối và ức chế sự sinh trưởng, phát triển của
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
các chủng vi sinh vật gây bệnh phát sinh trong quá trình chăn nuôi ở chất thải chăn nuôi như: Nấm mốc, Salmonella, coliform, E.coli, đồng thời bổ sung các chủng vi sinh vật có lợi cho quá trình chuyển hóa thức ăn của gia cầm, làm tăng sức đề kháng của vật nuôi trước các dịch bệnh.
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu và ứng dụng các chủng vi sinh vật trong xử lý môi trường các trang trại chăn nuôi gia cầm. Để kết quả có độ tin cậy cao, chúng tôi sử dụng các phương pháp hiện đại và thông dụng để phân tích đánh giá hiệu quả của quá trình xử lý.
Các phương pháp nghiên cứu chủ yếu:
Phương pháp đo, thống kê, phân tích, so sánh với các tiêu chuẩn quy định.
Phương pháp tuyển chọn vi sinh vật có hoạt tính sinh học
Phương pháp phân tích vi sinh vật
Phương pháp cấy truyền và bảo quản chủng vi sinh vật
Phương pháp xác định hoạt tính phân giải các hợp chất hữu cơ của các chủng vi sinh vật
Phương pháp xác định hoạt tính bacteriocin của các chủng vi khuẩn lactic
Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện và môi trường nuôi cấy lên sinh trưởng và sinh tổng hợp enzym của các chủng vi sinh vật.
Phương pháp thu mẫu khí và phân tích các khí NH3 và H2S
2.2.1. Phƣơng pháp tuyển chọn vi sinh vật có hoạt tính sinh học
Tuyển chọn vi sinh vật có hoạt tính sinh học: Từ bộ chủng vi sinh vật của phòng Vi sinh vật môi trường – Viện Công nghệ môi trường chọn một số chủng vi sinh vật có khả năng phân giải mạnh đồng thời các hợp chất hữu cơ và một số chủng có khả năng sinh chất ức chế vi sinh vật gây bệnh. Các chủng vi sinh vật tuyển chọn được cấy trên môi trường thạch với môi trường chọn lọc có chứa các
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
cơ chất là casein, tinh bột, xenluloza. Sau 24h tiến hành kiểm tra vòng phân giải tạo thành trên đĩa thạch bằng thuốc thử thích hợp.
2.2.2. Phƣơng pháp phân tích vi sinh vật
- Xác định thành phần và số lượng vi sinh vật (VSV) theo phương pháp pha loãng.
+ Lấy 10g mẫu chất thải cho vào bình nón chứa 90ml nước đã vô trùng lắc cho mẫu đồng nhất, mẫu được pha loãng 10-1
.
+ Sử dụng pipet hút 1ml mẫu đã pha loãng ở nồng độ 10-1
vào ống nghiệm chứa 9 ml nước vô trùng, ta được độ pha loãng 10-2. Tiếp tục pha loãng đến nồng độ thích hợp.
+ Dùng pipet vô trùng lấy 100µl dung dịch pha loãng ở các nồng độ pha loãng thích hợp lên trên bề mặt môi trường thạch đặc hiệu cho từng loại vi sinh vật trong đĩa petri vô trùng. Dùng que gạt thủy tinh vô trùng dàn đều giọt dịch đó trên bề mặt thạch. Nuôi cấy ở 300C trong tủ ấm. Sau 1-2 ngày lấy ra quan sát