1.1. Cơ sở khoa học của đề tài
1.1.3. Cơ sở thực tiễn
1.1.3.2. Tình hình nghiên cứu và xử lý chất thải chăn nuôi tại Việt Nam
進流水分配器 出流水 甲烷氣
進流水
氣固液三相分離裝置
污泥床區 污泥毯區
溢流堰
Nước thải vào
Hệ thống phân phối
nước Tầng bùn lơ
lửng
Nước thải sau bể UASB Khí Biogas
Máng thu nước quanh
bể
Tầng pha nước, pha khí
Vách ngăn tách khí
Theo tác giả Đặng Văn Minh, 2011 cho biết không khí trong chuồng nuôi chứa khoảng 100 loại hợp chất khí độc hại như NH3, H2S, CO2, tổng số vi khuẩn cao gấp 30 - 40 lần so với không khí bên ngoài. Nếu hít nhiều và thường xuyên có thể gây ngộ độc cấp tính hoặc mãn tính. Ở nồng độ cao có thể gây nôn mửa, ngạt thở, ngất xỉu hoặc tử vong cho người và vật nuôi [14].
Kết quả khảo sát của nhóm nghiên Đại học Nông lâm Thái Nguyên, cho thấy có trên 80% cơ sở chăn nuôi ở một số tỉnh miền núi phía Bắc như Lào Cai, Tuyên Quang… xây dựng chuồng nuôi ngay trong khu dân cư xen lẫn với nơi ở của người, chuồng nuôi đa số là tạm bợ hoặc bán kiên cố.
“Chỉ cần một gia đình nuôi vài con lợn, không vệ sinh chuồng trại, xử lý phân nước thải không hợp lý thì tất cả các hộ sống xung quanh phải gánh chịu hậu quả từ nguồn nước đến không khí hôi thối đó, ruồi bọ phát triển mạnh, tăng nguy cơ lây lan bệnh dịch” [14].
Theo nghiên cứu của nhóm tác giả: Vũ Đình Tôn, 2008 thì chất lượng nước phục vụ cho chăn nuôi chưa được quan tâm đúng mức. Tại các tỉnh Hải Dương, Bắc Ninh, Hưng Yên, nước dùng cho chăn nuôi là nước giếng khoan, được khoan gần với khu chăn nuôi và đều chưa được qua xử lý khi sử dụng. Hàm lượng các chất độc hại có trong nước giếng khoan đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép cụ thể là:
Bảng 1.4: Kêt quả phân tích một số chỉ tiêu hoá học nguồn nước Chỉ tiêu Hải Dương Hưng Yên Bắc Ninh CTVSCP*
pH 6.11 – 7.3 5.96 – 7.89 4.2 – 7.13 6.5 – 8 DO(mg/l) 3.84 – 9.14 4.25 – 8.13 1.80 – 8.75 > 6 COD(mg/l) 1.8 – 10.55 1.32 – 2.11 3.28 – 9.69 2 – 4 Khí CO2(mg/l) 2.86 – 36.56 3.25 – 9.47 1.27 – 70.18 0 – 30
NO3
-(mg/l) 0.10 – 0.53 0.05 – 0.20 0.31 – 1.66 < 3 Cl-(mg/l) 303 – 710 41.33 – 66.01 64 – 906.6 <250 Tổng sắt(mg/l) 0 – 1.52 0.13 – 1.6 0 – 23.03 < 0.6
Chỉ tiêu vệ sinh cho phép (theo TCVN 505 - Bộ Y tế 2002) [21]
Nước sạch giúp vật nuôi tránh được sự lây nhiễm các chất độc hại và các dịch bệnh từ môi trường, giảm tỷ lệ mắc bệnh, tăng năng xuất và chất lượng sản phẩm, gián tiếp bảo vệ môi trường trong chăn nuôi [21].
Nguồn gây ô nhiễm môi trường từ các cơ sở chăn nuôi bao gồm chất thải rắn như lông, phân gia súc, rác, thức ăn thừa, xác gia súc, gia cầm tiêu hủy không đúng kỹ thuật và chất thải lỏng như: nước tiểu, nước rửa chuồng, nước tắm gia súc. Những loại chất thải này, ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe con người, làm giảm sức đề kháng vật nuôi, tăng tỷ lệ mắc bệnh, năng suất chăn nuôi giảm, hiệu quả kinh tế không cao [2].
Theo tác giả Lưu Anh Đoàn, (2006) cho rằng: phần lớn người trồng rau hiện nay đều sử dụng phân chuồng trong chăm bón, trong khi các vật nuôi này được nuôi bằng những loại thức ăn tổng hợp. Thức ăn dạng này chứa rất nhiều khoáng đa lượng, vi lượng. Hàm lượng kim loại nặng trong phân của vật nuôi sẽ xâm nhập vào đất trồng, rau và tồn lưu trong các nông sản. Đặc biệt là đối với các loại rau ăn lá như cải ngọt, cải xanh, bắp cải, xà lách… Người ăn phải thì hậu quả thật khó lường [7].
GS.TS Nguyễn Quang Thạch, 2010 cho biết: sử dụng hầm Biogas để xử lý chất thải chăn nuôi không những cải thiện rất đáng kể ô nhiễm môi trường mà còn cung cấp một nguồn năng lượng sạch và quan trọng, phục vụ việc đun nấu, thắp sáng. Tuy nhiên, đối với các hộ chăn nuôi nhỏ, không phải bất kỳ hộ nào cũng có điều kiện để xử lý an toàn bằng phương pháp Biogas, nhất là ở các vùng mà kinh tế còn nhiều khó khăn [22].
Ước tính lượng chất thải rắn mà các vật nuôi trưởng thành mỗi ngày có thể thải ra: bò 10kg/con, trâu 15kg/con, lợn 2kg/con, gia cầm 0,2kg/con, hơn nữa cứ một tấn phân chuồng tươi không qua xử lý sẽ phát thải vào không khí 0,24 tấn CO2 [4].
Vì vậy, nghiên cứu việc xử lý ô nhiễm trong chăn nuôi bằng các biện pháp sinh học là hướng đi đúng, phù hợp hơn với điều kiện chăn nuôi nhỏ lẻ ở nông thôn. Một số giải pháp xử lý chất thải chăn nuôi hiện nay:
1. Giải pháp xây dựng hầm Biogas
Nhiều giải pháp kỹ thuật xử lý nước thải trong chăn nuôi đã được phổ biến và áp dụng hiệu quả trong những năm gần đây, trong đó thiết thực nhất là xây dựng hầm khí Biogas.
Với trên 500.000 công trình KSH hiện có trên cả nước (336.000 công trình KSH thay thế than đun nấu vùng đồng bằng và 224.000 công trình KSH thay thế củi đun nấu vùng miền núi), sản xuất ra khoảng 450 triệu m3 khí gas/năm. Tiềm năng giảm nhẹ phát thải khí nhà kính của phương án này khoảng 22,6 triệu tấn CO2, chi phí giảm đối với vùng đồng bằng là 4,1 USD/tấn CO2, đối với miền núi 9,7 USD/tấn CO2, mang lại giá trị kinh tế khoảng 1.200 tỷ đồng về chất đốt. Tầm quan trọng của việc tận dụng nguồn năng lượng tái tạo này, không chỉ nhằm chống việc nóng lên toàn cầu, mà còn giúp Việt Nam đi theo hướng phát triển nền kinh tế có hàm lượng carbon thấp. Mặc dù vậy, phát triển khí sinh học tại Việt Nam còn gặp một số khó khăn vì mức đầu tư cao so với khả năng tài chính của người nông dân, hỗ trợ của nhà nước thấp còn phụ thuộc nhiều vào quy mô và tính ổn định của ngành chăn nuôi [15].
2. Xử lý bằng sử dụng thực vật thủy sinh
Trong xử lý nước thải (XLNT), thực vật thủy sinh (TVTS) có vai trò rất quan trọng. TVTS tham gia loại bỏ các chất bẩn hữu cơ, chất rắn lơ lửng, nitơ, phốtpho, kim loại nặng và VSV gây bệnh.
Trong quá trình XLNT thì sự phối hợp chặt chẽ giữa TVTS và các sinh vật khác (động vật phù du, tảo, vi khuẩn, vi nấm, động vật nguyên sinh, nhuyễn thể, ấu trùng, côn trùng…) có ý nghĩa quan trọng. Vi sinh vật tham gia trực tiếp vào quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ và tạo nguyên liệu dinh dưỡng (N,
P và các khoáng chất khác…) cho thực vật sử dụng. Đây chính là cơ chế quan trọng để TVTS loại bỏ các hợp chất vô cơ N, P. Những ưu điểm nổi bật: Xử lý được nhiều tác nhân gây ô nhiễm, thân thiện với môi trường, tốc độ tăng sinh khối nhanh (sinh khối của TVTS sau xử lý có thể sử dụng làm thức ăn chăn nuôi, sản xuất khí mêtan, phân bón…), giá thành xử lý thấp hơn so với các phương pháp sinh học khác [18].
Bảng 1.5: Một số loại thuỷ sinh vật tiêu biểu trong xử lý ô nhiễm
Loại Tên thông thường Tên khoa học Thuỷ sinh vật
sống chìm
Hydrilla Hydrilla verticilata Water milfoil Myriophyllum spicatum
Blyxa Blyxa aubertii
Thuỷ sinh vật sống trôi nổi
Lục bình Eichhornia crassipes
Bèo tấm Wolfia arrhiga
Bèo tai tượng Pistia stratiotes Salvinia Salvinia spp Thuỷ sinh thực
vật sống nổi
Cattails Typha spp
Bulrush Scirpus spp
Sậy Phragmites communis
(Nguồn: Vũ Thụy Quang, 2009) [18].
3. Xử lý chất thải chăn nuôi bằng phương pháp ủ
Một trong những phương pháp xử lý phân gia súc để bón ruộng và cât trồng là phương pháp ủ phân. Phương pháp này vừa đơn giản vừa hiệu quả lại ít tốn kém. Phân sau khi xử lý sẽ bị hoai mục bón cho cây sẽ nhanh tốt và dặc biệt là phân gần như không có mùi hôi thối. Phương pháp này dựa trên quá trình phân huỷ các chất hữu cơ có trong phân dưới tác dụng của VSV có trong phân hoặc VSV bổ sung vào trong quá trình ủ. Tính chất và giá tri của phân bón phụ thuộc vào phương pháp ủ và kiểu ủ. Xử lý chất thải chăn nuôi bằng phương pháp ủ nhằm cung cấp phân bón cho cây trồng, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, hạn chế sự lây lan một số bệnh hại nguy hiểm và bảo vệ môi trường [8].
4. Xử lý bằng phương pháp sinh học khác
Thời gian gần đây ứng dụng thức ăn có chứa vi sinh vật vào chăn nuôi có ý nghĩa rất lớn bởi có tác dụng nâng cao rất nhiều chất lượng thức ăn, các phụ phẩm nông nghiệp như cám, bột sắn, bột ngô... do tác dụng của các vi sinh vật lên men làm thức ăn có gía trị dinh dưỡng cao hơn, nâng cao khả năng tiêu hoá, từ đó đẩy mạnh quá trình sinh trưởng và phát triển của lợn, nâng cao hiệu quả chăn nuôi. Ngoài ra chế phẩm còn làm giảm sự bài tiết các chất thải độc hại làm giảm ô nhiễm môi trường [25].
Sử dụng công nghệ vi sinh trong chăn nuôi hiện nay đã và đang là một trong những hướng đi mới mẻ được nghiên cứu và phát triển ở nhiều nơi. Với những hộ chăn nuôi tập trung, lượng phân sinh ra rất lớn vì thế để xử lý phân hiệu quả nhanh đạt tiêu chuẩn phân bón và vệ sinh là rất cần thiết. Việc sử dụng các chế phẩm sinh học như chế phẩm EM có tác dụng làm tăng khả năng xử lý phân, rút ngắn thời gian ủ, thỏa mãn các yêu cầu về vệ sinh môi trường tái sử dụng chất thải chăn nuôi [3].
* Một số nghiên cứu về xử lý chất thải chăn nuôi tại Việt Nam 1. Đề tài “Phát triển nuôi giun quế (Perionyx excavatus) tạo nguồn thức ăn giàu protein cho gia cầm và hạn chế ô nhiễm môi trường” của tác giả Vũ Đình Tôn và cộng sự (2009) cho thấy:
Giun quế có khả năng xử lý rất hiệu quả các chất thải hữu cơ, nhất là phân gia súc và phụ phẩm nông nghiệp, tạo thành nguồn phân bón rất giàu dinh dưỡng với hàm lượng cao các khoáng chất thiết yếu và dễ hấp thu đối với cây trồng (P, K, Ca, Mg, NH4+…). Hơn nữa, xử lý chất thải bằng giun quế còn giúp hạn chế ô nhiễm môi trường nhờ việc giảm đáng kể hàm lượng NH3 trong phân (giảm 9,17 lần ở công thức 50% phân trâu bò + 50% phân lợn, giảm 14,98 lần so với phân trâu bò tươi và 50,61 lần so với phân lợn tươi).
Giun quế sinh trưởng và phát triển tốt trên các loại chất thải khác nhau. Trong đó, nuôi giun bằng phân trâu bò cho kết quả cao nhất về tăng sinh khối (713 gam sau 45 ngày, tương đương tốc độ sinh trưởng là
2,43%). Với đặc điểm sinh trưởng nhanh, chúng ta có thể nuôi giun với quy mô thâm canh hay bán thâm canh để sản xuất nguồn thức ăn giàu dinh dưỡng cho chăn nuôi.
Bổ sung giun quế vào khẩu phần ăn của gà giúp gà tăng trọng nhanh, giảm đáng kể lượng thức ăn tiêu tốn từ đó làm giảm chi phí trong chăn nuôi. Đồng thời việc bổ sung giun quế đã làm tăng giá trị của gà và không làm thay đổi chất lượng cảm quan của thịt (màu sắc, pH, tỷ lệ mất nước sau bảo quản và chế biến). Mức bổ sung 2% giun cho kết quả tốt nhất làm tăng tỷ lệ thân thịt, thịt lườn, thịt đùi cao hơn hẳn so với ở lô đối chứng [23].
2. Đề tài “Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải chăn nuôi bằng cây rau dừa nước” của tác giả Vũ Thụy Quang - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Thành phố Hồ Chí Minh”. Kết quả đề tài cho thấy:
Rau dừa nước có khả năng sống và phát triển tốt trong môi trường nước thải. Khả năng lọc nước thải của chúng rất mạnh qua sự thay đổi các chỉ tiêu lý - hoá học của nước thải, đặc biệt là ở nước thải không pha loãng.
Cây gây ức chế sự phát triển của tảo và ổn định giá trị pH (kiềm nhẹ) phù hợp cho VSV phát triển; hấp thu các ion dinh dưỡng (NH4+, PO43-) trong nước hạn chế hiện tượng tảo nở hoa; cải thiện lượng oxy hoà tan trong nước, tạo điều kiện cho các quá trình phân giải chất hữu cơ thành các chất đơn giản; tạo giá bám cho VSV phát triển làm quá trình oxy hoá hiếu khí các chất hữu cơ diễn ra mạnh hơn.
Rau dừa nước sống và phát triển tốt trong môi trường nước thải còn được đặc trưng bởi sự gia tăng mạnh các chỉ tiêu về sinh trưởng như: chiều dài thân, số lá và màu sắc của rau so với cây trồng trong nước sạch, lá có màu xanh thẫm và diện tích lá to hơn so với cây trồng trong nước sạch.
Như vậy, từ những kết quả nghiên cứu trên đã chứng minh hiệu quả lọc nước thải rất tốt của cây rau dừa nước (H ≈ 80%). Cây rau dừa nước có
tác dụng lọc hấp thu các chất hữu cơ trong nước thải, không cần phải qua quy trình kỹ thuật hay máy móc phức tạp, đắt tiền [18].