TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI VÀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG TRONG CHẤT THẢI CHĂN NUÔI.
2.2.2. nhiễm môi trường nước
Khi chất thải chăn nuôi không được xử lý hay xử lý không triệt để và được thải vào các ao, sông, rạch,…, sẽ làm ô nhiễm môi trường nước. Bởi vì chất thải chăn
nuôi chứa nhiều chất hữu cơ, khi chất thải được thải vào môi trường nước, các vi sinh vật hiếu khí phải sử dụng oxy hoà tan để phân huỷ các chất này, làm giảm lượng oxy hoà tan trong nước, dẫn đến suy giảm chất lượng nước. Mặt khác, chất thải chăn nuôi chứa nhiều chất dinh dưỡng như Nitơ, Photpho nên chúng sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng nước, ảnh hưởng đến đời sống của thuỷ sinh vật trong môi trường tiếp nhận. Đồng thời, nước là môi trường thích hợp cho các loại vi sinh vật gây bệnh tồn tại trong phân phát triển. Đặc biệt, các chất thải sẽ thấm xuống đất, đi vào nước ngầm làm ô nhiễm môi trường nước ngầm, nhất là các giếng mạch nông gần chuồng nuôi gia súc hay hố chứa chất thải mà không có hệ thống thoát nước an toàn.
Bảng 2.10. Các chỉ tiêu ô nhiễm của chất thải tính cho 1000 kg trọng lượng của heo
Chỉ tiêu Khối lượng (kg)
Tổng lượng phân 84
Tổng lượng nước tiểu 39
TS 11
BOD5 3.1
NH4 – N 0.29
SS 0.027
Nguồn : Trương Thanh Cảnh, 2010.
2.2.2.1. Chất hữu cơ
Khoảng 15% thức ăn chuyển thành phân. Các thành phần khó đồng hoá và hấp thụ cũng theo phân và nước tiểu ra ngoài cùng với các sản phẩm trao đổi khác. Ngoài ra còn có thức ăn thừa, ổ lót và xác súc vật chết.
Đa số các hợp chất Carbonhydrate, Protein và chất béo có phân tử lượng lớn nên không thể thấm qua màng vi sinh, chúng phải trải qua quá trình phân huỷ để tạo thành các phân tử nhỏ hơn, gồm hai giai đoạn :
- Thuỷ phân các chất phức tạp thành các chất đơn giản: Thuỷ phân Carbonhydrat thành đường đơn, Protein thành Axit amin, chất béo thành các Axit mạch ngắn.
- Phân huỷ sinh học hiếu khí để chuyển các Carbonhydrat thành khí Carbonic và nước theo sơ đồ :
Chất hữu cơ CH4 + CO2 + năng lượng.
Còn sản phẩm của quá trình phân huỷ kỵ khí là Rượu, Axit hữu cơ, Mêtan, Hydrosulfur :
Chất hữu cơ CH4 + Axit hữu cơ
2.2.2.2. Các chất dinh dưỡng Nitơ và Photpho Nitơ
Theo Jongbloed và Lenis (1992),đối với heo trưởng thành, trong 100g Nitơ ăn vào có 30 g được giữ lại trong cơ thể, 50 g được bài tiết theo nước tiểu dưới dạng urê là dạng dễ phân huỷ sinh học và độc hại cho môi trường, 20 g được bài tiết theo phân dưới dạng Nitơ vi sinh vật là dạng khó phân huỷ và an toàn cho môi trường. Tuỳ theo sự có mặt của ôxy trong nước mà Nitơ chủ yếu tồn tại ở các dạng NH4+, NO2-, NO3-.
Khi nước tiểu và phân được bài tiết ra ngoài, nhóm niệu khuẩn Urobacteria
như Micrococcus ureae sẽ sản sinh ra enzym urease chuyển hoá urê thành NH3, ammoniac nhanh chóng phát tán vào trong không khí gây nên mùi hôi hay khuếch tán vào trong nguồn nước gây ô nhiễm nguồn nước.
2 2 3 2 4 2 2 2) (NH CO H O NH OH CO NH H O CO
Nồng độ ammoniac tạo thành tuỳ thuộc vào hàm lượng Urê, pH chất thải và điều kiện lưu trữ chất thải.
Sau khi ammoniac khuếch tán vào nước, nó tiếp tục được chuyển hoá thành NO2-, NO3- nhờ vi khuẩn nitrat hoá trong điều kiện có ôxy. Đến khi gặp điều kiện kỵ khí nitrat lại bị vi sinh vật kỵ khí khử thành nitơ tự do tách khỏi nước. Lượng ôxy cần thiết để ôxy hoá các chất hữu cơ chứa Nitơ trong nước thải chăn nuôi chiếm 47% TOD (nhu cầu ôxy lý thuyết).
Dựa vào dạng của nitơ trong nguồn tiếp nhận, có thể xác định thời gian nước bị ô nhiễm: nếu nitơ trong nước thải chủ yếu ở dạng ammoniac thì chứng tỏ nguồn nước mới bị ô nhiễm, còn ở dạng nitrit (NO2-) là nước bị ô nhiễm một thời gian lâu hơn và ở dạng nitrat (NO3-) là nước đã bị ô nhiễm thời gian dài.
Cả 3 dạng ammoni (NH4+), nitrit (NO2-), hay nitrat (NO3-) đều có ảnh hưởng đến sức khoẻ con người. Vì khi chúng đi vào cơ thể, gặp điều kiện thích hợp ammoniac và nitrat có thể chuyển hoá thành nitrit, mà NO2- có ái lực mạnh với hồng cầu trong máu hơn ôxy nên khi nó thay thế ôxy sẽ tạo thành methemoglobin, ức chế chức năng vận chuyển ôxy đến các cơ quan của hồng cầu, ngăn cản quá trình trao đổi chất của cơ thể, làm cho các cơ quan thiếu ôxy, đặc biệt là ở não dẫn đến nhức đầu, mệt mỏi, hôn mê thậm chí là tử vong.
Photpho
Trong nước thải chăn nuôi, photphat chiếm tỉ lệ cao, thường tồn tại ở dạng orthophotphat (HPO42-, H2PO4, PO43-), metaphotphat (hay polyphotphat) và và photphat hữu cơ. Photphat không độc hại cho con người, nhưng là một chỉ tiêu để giám sát mức độ chuyển hoá chất ô nhiễm của các công trình xử lý có hệ thống hồ sinh vật và cây thuỷ sinh.
Trong các hồ nghèo dinh dưỡng nồng độ photpho là thấp và có xu hướng suy giảm. Tỉ lệ nồng độ nitơ và photpho thường lớn hơn 12, do đó sự phú dưỡng hoá là do photpho khống chế. Vì vậy có thể nói photpho là thông số giới hạn để đánh giá sự phú dưỡng do tác nhân ô nhiễm không bền vững.
2.2.2.3. Vi sinh vật
Theo Lê Bá Hoàng Long, 2006, có ít nhất 90 loại bệnh có liên quan giữa người và gia súc. Bệnh được lan truyền thông qua vi sinh vật và ký sinh trùng trong đường bài tiết của động vật. Mỗi 1 lít nước thải của chuồng nuôi gia súc, gia cầm chứa 33 vạn Bacteria Coli và 66 vạn Enterococus .Nước thải cuốn theo phân chứa nhiều vi
NH3 + O2 Nitrosomonas
NO2- + 2H+ + H2O NO2- + O2
Nitrobacter
sinh vật gây bệnh như Shigella, Salmonella,.. gây bệnh dịch tả, Taenia saginata gây bệnh giun sán, và có cả trứng giun sán như nhóm ký sinh trùng đường ruột Ascaris suum,Oesophagostomum,…Nếu không được xử lý tốt thì khi sử dụng nước thải tưới trực tiếp cho rau, quả thì sẽ làm lan truyền mầm bệnh.
Bảng 2.11. Một số vi sinh vật gây bệnh trong phân
Tên ký sinh trùng Lượng vi sinh vật
Khả năng gây bệnh
Điều kiện bị diệt To (0 C) Thời gian
(phút)
Samonella Typhi - Thương hàn 55 30
Samonella Typ. A&B
- Phó T.Hàn 55 30
Shigella spp - Lỵ 55 60
Vibro cholerae - Tả 55 60
Escherichia Coli 105/100ml Viêm dạ dày 55 60
Hepatite A - Viêm gan 55 3-5
Taenia saginata - Sán 50 3-5 Micrococcus - Ung nhọt 54 10 Streptococcus 102/100ml Làm mủ 50 10 Ascaris lumbricoides - Giun đũa 50 60 Mycobacterium - Lao 60 20 Tubecudsis - Bạch hầu 55 45 - Sởi 45 10
Corynerbacterium - Bại liệt 65 30
Giardia Lamblia - Tiêu chảy 60 30
Tricluris trichiura - Giun tóc 60 30
Trong môi trường chuồng trại kém vệ sinh, độ ẩm cao, đặc biệt là nơi nước đọng nhiều ngày hay các mương dẫn thải, nơi lưu trữ thu gom chất thải từ các chuồng trại là nơi có điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển.
Khi kiểm tra đánh giá mức độ ô nhiễm nước do vi sinh vật (nhân tố gây bệnh), người ta chỉ tiến hành kiểm tra nhóm vi khuẩn chỉ danh. Đó là các vi sinh vật sống thường xuyên trong ruột già của người và động vật máu nóng, chúng dễ phát hiện hơn các vi sinh vật khác, đồng thời sức đề kháng với điều kiện ngoại cảnh của chúng cũng tốt hơn so với các vi trùng gây bệnh không nha bào như Salmonella, Shigella,…Ba nhóm vi sinh vật chỉ danh thường sử dụng:Escherichia coli, Streptococcus feacalis:, Coliform.