Nghiên cứu sự ảnh hưởng của phèn kép tới lượng phát thải amoniac và vi sinh vật trong đệm lót sinh học

Từ những yêu cầu cấp bách của việc bảo vệ môi trường chăn nuôi nông nghiệp em đã tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu sự ảnh hưởng của phèn kép tới lượng phát thải amoniac và vi sinh

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

-

NGUYỄN THỊ HỢI TÊN ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA PHÈN KÉP TỚI LƯỢNG PHÁT THẢI AMONIAC VÀ VI SINH VẬT TRONG ĐỆM LÓT SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo: : Chính quy

Chuyên ngành/ngành : Công nghệ sinh học

Khoa : CNSH&CNTP

Khóa học : 2013 -2017

Thái nguyên 2017

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo : Chính quy

Chuyên ngành/ngành : Công nghệ sinh học

i

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình học tập và nghiên cứu để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp ngoài sự nỗ lực, cố gắng của bản thân, tôi đã nhân được sự giúp đỡ, hướng dẫn, chỉ bảo và động viên của thầy cô, bạn bè và gia đình Nhân dịp hoàn thành khóa luận:

Trước tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy BÙI TUẤN HÀ và Th.S NGUYỄN XUÂN VŨ giảng viên khoa CNSH – CNTP đã hướng dẫn tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu để thực hiện khóa luận tốt nghiệp này Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy, cô, anh, chị đang làm việc tại phòng công nghệ lên men, khoa CNSH –CNTP đã hướng dẫn, tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong thời gian thực hiện khóa luận này

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tập thể các Thầy, Cô giáo và cán bộ của khoa CNSH-CNTP, trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên, Đại học Thái Nguyên đã cung cấp các kiến thức tiền đề để tôi hoàn thành khóa luận này Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên và giúp

đỡ tôi rất nhiều trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành khóa luận

Thái Nguyên, tháng 05 năm 2017

Sinh viên

NGUYỄN THỊ HỢI

BNN & PTNT Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn

CFU Colony Forming Unit ( đơn vị khuẩn lạc)

BOD Biochemical oxygen Demand (Nhu cầu oxy sinh

hóa) COD Chemical oxygen demand (Nhu cầu oxy hóa học)

iii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Lượng phân thải ra ngoài của các loại vật nuôi 5

Bảng 3.1 Thiết bị và dụng cụ sử dụng cho nghiên cứu 34

Bảng 3.2 Hóa chất sử dụng cho nghiên cứu 35

Bảng 3.3: Các công thức thí nghiệm 1 37

Bảng 3.4 Các công thức thí nghiệm 2 37

Bảng 3.5: Thành phần của 1000ml môi trường thạch dinh dưỡng(LB) 39

Bảng 4.1: Ảnh hưởng của tỷ lệ phèn kép bổ sung tới sự phát thải NH3 của đệm lót sinh học 44

Bảng 4.2: Ảnh hưởng của phèn kép tới hàm lượng vi khuẩn hiếu khí tổng số của đệm lót sinh học 45

Bảng 4.3: Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn phèn kép tới hàm lượng nitơ tổng số của đệm lót 46

Bảng 4.4: Ảnh hưởng của phương pháp áp dụng phèn kép bề mặt tới sự phát thải NH3 của đệm lót sinh học 48

Bảng 4.5: Ảnh hưởng của xử lý phèn kép bề mặt tới hàm lượng vi khuẩn hiếu khí tổng số của đệm lót sinh học 49

Bảng 4.6: Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn phèn kép bề mặt tới hàm lượng nitơ tổng số của đệm lót 50

iv

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 3.1: Sơ đồ thí nghiệm 36 Hình 3.2: Sơ đồ các dãy pha loãng 40 Hình 4.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ phèn kép bổ sung tới sự phát thải NH3 của

đệm lót sinh học 44 Hình 4.2: Ảnh hưởng của phèn kép tới hàm lượng vi khuẩn hiếu khí tổng số

của đệm lót sinh học 46 Hình 4.3: Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn phèn kép tới hàm lượng nitơtổng số

của đệm lót 47 Hình 4.4 Ảnh hưởng của phương pháp áp dụng phèn kép bề mặt tới sự phát

thải NH3 của đệm lót sinh học 48 Hình 4.5 Ảnh hưởng của xử lý phèn kép bề mặt tới hàm lượng vi khuẩn hiếu

khí tổng số của đệm lót sinh học 49 Hình 4.6: Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn phèn kép bề mặt tới hàm lượng nitơ

tổng số của đệm lót 50

v

MụC LụC

LỜI CẢM ƠN i

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ii

DANH MỤC CÁC BẢNG iii

DANH MỤC CÁC HÌNH iv

MụC LụC v

Phần 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích của đề tài 2

1.3 Yêu cầu của đề tài 2

1.4 Ý nghĩa của đề tài 3

1.4.1 Ý nghĩa khoa học 3

1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn 3

Phần 2.TổNG QUAN TÀI LIệU 4

2.1 Chất thải trong chăn nuôi 4

2.1.1 Chất thải chăn nuôi 4

2.1.2 Đặc tính của chất thải chăn nuôi 4

2.2 Đệm lót sinh học 6

2.2.1 Đệm lót sinh học là gì 6

2.2.2 Ưu điểm và nhược điểm khi sử dụng đệm lót sinh học 7

2.2.3 Vai trò của vi sinh vật trong đệm lót sinh học 12

2.3 Tổng quan về NH3 17

2.3.1 NH3 17

2.3.2 Ảnh hưởng của NH3 19

2.3.3 Quá trình hình thành và chuyển hóa NH3 21

2.3.4 Phương pháp xử lý NH3 22

2.4 Phèn kép 24

vi

2.4.1 Phèn 24

2.4.2 Phèn kép 25

2.4.3 Ưu điểm của phèn kép 25

2.4.4 Cơ chế tác động của phèn kép tới NH3 trong không khí 26

2.5 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 27

2.5.1 Tình hình nghiên cứu trong nước 27

2.5.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 32

Phần 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34

3.1 Đối tượng, vật liệu và phạm vi nghiên cứu 34

3.2 Địa điểm và thời gian tiến hành nghiên cứu 34

3.3 Vật liệu, dụng cụ, hóa chất và thiết bị sử dụng 34

3.4 Nội dung nghiên cứu 35

3.5 Phương pháp nghiên cứu 35

3.5.1 Phương pháp lấy và xử lý mẫu 35

3.5.2 Thiết kế thí nghiệm 36

3.5.3 Các phương pháp phân tích 37

3.5.4 Phương pháp phân tích vi sinh vật tổng số 38

3.5.5 Phương pháp phân tích nitơ tổng số 41

Phần 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 44

4.1 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ phèn kép phối trộn tới đệm lót sinh học 44

4.2 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp sử dụng phèn kép tới đệm lót sinh học 47

Phần 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 52

5.1 Kết luận 52

5.2 Kiến nghị 52

TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 PHỤ LỤC

1

Phần 1

MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề

Trong những năm gần đây, vấn đề đảm bảo môi trường trong chăn nuôi gia súc, gia cầm tại các khu dân cư đang được các cấp, các nghành đặc biệt quan tâm vì hầu hết các hộ chăn nuôi đều chưa có biện pháp xử lý ảnh hưởng của chất thải chăn nuôi đến môi trường (Nguyễn Thị Liên và cộng sự, 2010)[16] Theo đánh giá của Sở Tài nguyên và môi trường tỉnh Thái Nguyên cho thấy mức độ nhiễm khuẩn trong không khí ở chuồng nuôi gia súc, gia cầm cao gấp từ 30 - 40 lần so với không khí bên ngoài (UBND tỉnh Thái Nguyên, 2012) [07] Chất thải chăn nuôi chưa qua xử lý gây ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người, giảm sức đềkháng của vật nuôi, tăng tỷ lệ mắc bệnh, tăng các chi phí phòng trừ bệnh dẫn đến năng suất, chất lượng, hiệu quả kinh tế giảm Sức

đề kháng của gia súc, gia cầm giảm sút sẽ là nguy cơ gây bùng phát dịch bệnh Tìm kiếm giải pháp cho việc giảm thiểu ảnh hưởng môi trường gây ô nhiễm nguồn không khí tại các hộ chăn nuôi gia súc, gia cầm đang là một vấn đề được đặt ra đối với toàn thể xã hội (Bùi Xuân An, 2007) [01]

Một số biện pháp xử lý ô nhiễm đã và đang được sử dụng như thu gom chất thải, dọn chuồng hàng ngày, sử dụng bể biogas, ủ phân, làm thức ăn cho

cá đã phần nào giải quyết được vấn đề quản lý phân và chất thải chăn nuôi Tuy nhiên vấn đề ô nhiễm mùi và các khí thải độc hại thì vẫn chưa được giải quyết triệt để

Vì vậy, việc đề xuất các giải pháp cải thiện môi trường trang trại chăn nuôi gia cầm là cần thiết, đáp ứng được xu thế phát triển và bảo vệ môi trường

Hiện nay để có thể xử lý phân, chất thải chăn nuôi một cách triệt để, tạo môi trường trong sạch mà tiêu tốn ít tiền và nhân công, không phải thực hiện vệsinh hàng ngày thì một trong những giải pháp hiệu quả làsử dụng chế phẩm

2

sinh học để xử lý chất đệm lót nền chuồng nuôi, nhằm giảm mùi hôi, giảm lượng phát thải NH3 phân hủy phân, chất thải ngay tại chỗ Đây là một trong nhưng công nghệ chăn nuôi sinh thái, đã và đang được áp dụng ở nhiều nước như Trung Quốc, Hàn Quốc, Đài Loan… Tuy nhiên, trước khi khuyến cáo cáo áp dụng rộng rãi phương pháp này, việc kiểm chứng những lợi ích về mặt năng suất, chất lượng, hiệu quả kinh tế của phương pháp chăn nuôi này trong điều kiện Việt Nam nói chung đặc biệt là chăn nuôi gia cầm là hết sức cần thiết

Từ những yêu cầu cấp bách của việc bảo vệ môi trường chăn nuôi

nông nghiệp em đã tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu sự ảnh

hưởng của phèn kép tới lượng phát thải amoniac và vi sinh vật trong đệm lót sinh học“

1.2 Mục đích của đề tài

Nghiên cứu được sự ảnh hưởng của phèn kép tới lượng phát thải amoniac trong không khí

Nghiên cứu ảnh hưởng của phèn kép tới vi sinh vật trong đệm lót sinh học

Từ kết quả nghiên cứu trên sẽ là tiền đề để ứng dụng phèn kép các mô hình chăn nuôi gia cầm, gia súc nhằm tăng hiệu quả chăn nuôi, giảm ô nhiễm môi trường

1.3 Yêu cầu của đề tài

- Đánh giá được ảnh hưởng của phèn kép khi bổ sung tới sự phát thải khí

3

1.4 Ý nghĩa của đề tài

1.4.1 Ý nghĩa khoa học

Kết quả nghiên cứu của đề tài cung cấp nguồn tài liệu khoa học phục

vụ cho nghiên cứu và giảng dạy

Cung cấp thông tin về ảnh hưởng của phèn kép tới lượng phát thải amoniac và vi sinh vật trong đệm lót sinh học đối với phương thức chăn nuôi nông hộ và tác động đến môi trường chăn nuôi

Kết quả nghiên cứu là nguồn tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu thuộc cùng lĩnh vực liên quan

1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn

Đề xuất ra phương pháp xử lý chuồng nuôi an toàn, tốt cho môi trường, giảm lượng NH3 phát thải trong không khí và giảm gây bệnh cho vật nuôi, tới sức khỏe của người lao động tại chuồng

4

Phần 2 TổNG QUAN TÀI LIệU

2.1.Chất thải trong chăn nuôi

2.1.1 Chất thải chăn nuôi

Ở nước ta hiện nay, mỗi năm ngành chăn nuôi thải ra trên 73 triệu tấn chất thải rắn bao gồm phân khô, thức ăn thừa và 20 - 30 triệu khối chất thải lỏng (phân lỏng, nước tiểu, chất rửa chuồng trại) Trong đó, khoảng 50% lượng chất thải rắn (36,5 triệu tấn), 80% chất thải lỏng (20 - 24 triệu tấn) xả thẳng ra tựnhiên hoặc sử dụng không qua xử lý Một phần không nhỏ trong số

đó là chất thải chăn nuôi gia súc, gia cầm Đây là những tác nhân gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng (Lưu Anh Đoàn, 2006) [10]

2.1.2 Đặc tính của chất thải chăn nuôi

Chất thải chăn nuôi đặc trưng nhất là phân Phân gồm các thành phần là những dưỡng chất không tiêu hóa được hoặc những dưỡng chất thoát khỏi sự tiêu hóa vi sinh hay men tiêu hóa (chất xơ, protein không tiêu hóa được, axit amin thoát khỏi sự hấp thu…) Các khoáng chất dư thừa mà cơ thể không sử dụng được như P2O5, K2O, CaO, MgO… phần lớn xuất hiện trong phân Ngoài ra, còn có các chất cặn bã của dịch tiêu hóa (trypsin, pepsin…) các mô tróc ra từ niêm mạc của ống tiêu hóa và chất nhờn theo phân ra ngoài, các chất dính vào thức ăn (tro, bụi…) các vi sinh vật bị nhiễm trong thức ăn hay trong ruột bị tống ra ngoài… Lượng phân mà vật nuôi thải ra thay đổi theo lượng thức ăn và thể trọng, dựa vào thức ăn và thể trọng mà ta tính được lượng phân

5

Bảng 2.1 Lượng phân thải ra ngoài của các loại vật nuôi

STT Loại gia súc, gia cầm Lượng phân mỗi ngày

(Nguồn: Nguyễn Quế Côi, 2006) [21]

Bảng 2.1 cho thấy lượng phân thải ra mỗi ngày chiếm tỷ lệ cao nhất là

ở bò sữa 7,00 - 8,00% thể trọng; tiếp đến là bò thịt, lợn, gà theo thứ tự lần lượt là: 5,00 - 8,00%; 6,00 - 7,00%; 5,00% thể trọng Qua đây, ta thấy số lượng vật nuôi càng lớn thì lượng chất thải thải ra ngoài môi trường càng nhiều Đây cũng chính là vấn đề đáng lo ngại cho môi trường hiện nay

* Đối với chăn nuôi gà:

Khác với hình thức chăn nuôi lợn, ô nhiễm môi trường chăn nuôi gà chủ yếu là do các nguồn: phân, nước vệ sinh chuồng trại, các loại thuốc sử dụng để sát trùng, tẩy rửa chuồng trại… chúng gây ra mùi hôi, ảnh hưởng tới môi trường không khí xung quanh Đặc biệt, đối với các trại chăn nuôi gà hậu

bị, lượng nước thải được thải ra sau mỗi lần dọn rửa chuồng trại, máng ăn, máng uống chưa được các chủ trang trại chú ý đến việc lưu trữ để xử lý mà thải bỏ tự nhiên ra môi trường xung quanh Phân gà thường chứa cả nước tiểu nên cần một hàm lượng lớn chất độn chuồng, thức ăn và nước rơi vãi sẽ tạo ra chất thải có sự bết dính

Quá trình gà vận động và sinh trưởng còn có lông gà và các tế bào chết

có thêm trong phân Vào những mùa thời tiết ấm và ẩm các vi sinh vật dễ ràng hoạt động tạo ra lượng mùi hôi ra môi trường Thêm vào đó nữa trong quá trình thu dọn phân của các chủ trang trại tưới cho phân đạt độ ẩm nhất định để chống bụi lại là môi trường cho vi sinh vật phân hủy cho nên khi phân đã được đóng

vi khuẩn chưa được khống chế hiệu quả, vẫn gây ô nhiễm môi trường, gây nguy cơ cao về bệnh truyền nhiễm và bệnh xương khớp, đặc biệt là đối với chăn nuôi lợn.[15]

Nếu các chất thải phát sinh không được xử lý sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe của vật nuôi và người chăn nuôi Hiện nay, có rất nhiều biện pháp để giải quyết vấn đề gây ô nhiễm môi trường của các loại chất thải Nuôi gia súc, gia cầm bằng đệm lót sinh học đã được nhiều nước trên thế giới áp dụng để tăng năng suất, góp phần bảo vệ môi trường, tiết kiệm nước, không tốn công lao động, giảm bệnh cho vật nuôi

Về cơ bản đệm lót sinh học đơn giản chỉ là một lớp đệm lót chuồng

được làm từ các nguồn phụ phẩm trong nông nghiệp như rơm, trấu, mùn cưa cộng thêm một chút thức ăn hữu cơ: cám ngô, cám gạo và chếphẩm EM (một

hệ vi sinh vật), chế phẩm sinh học được trộn theo một tỷ lệ phù hợp rải xuống

7

nền chuồng trại., có tác dụng tiêu hủy phân và nước tiểu khử mùi hôi khí độc trong chuồng nuôi, hình thành một lớp sinh khối sạch, hạn chế vi khuẩn và ký sinh trùng gây bệnh, loại bỏ ruồi muỗi, không mùi hôi, đồng thời tạo ra nguồn phân hữu cơ cho cây trồng Chăn nuôi trên nền đệm lót sinh học tại Việt Nam

có nhiều tên gọi khác nhau, như: chăn nuôi không chất thải, chăn nuôi tự nhiên, chăn nuôi sinh thái, chăn nuôi trên đệm lót dầy

Đệm lót sinh học được bổ sung thêm các chế phẩm có chứa

Lactobacillus axitophilus, Streptococcus faecium và Bacillus subtilis có thể

làm giảm hàm lượng amoniac trong phân và chất độn chuồng trong chăn nuôi.[22]

2.2.2.Ưu điểm và nhược điểm khi sử dụng đệm lót sinh học

2.2.2.1.Ưu điểm của đệm lót sinh học[50]

1) - Vật nuôi (lợn, gà, vịt …) nuôi trên đệm lót sinh học khỏe mạnh, đồng đều, ít bệnh tật; vật nuôi tăng trọng nhanh do tăng khả năng tiêu hóa, hấp thu thức ăn và chất lượng thịt thơm ngon

2) - Việc phân giải phân, nước tiểu làm cho mùi hôi, khí độc trong chuồng nuôi hầu như không còn, tạo môi trường sống tốt cho vật nuôi, cải thiện môi trường sống cho người lao động và tạo cơ hội để phát triển chăn nuôi ngay cả gần các khu dân cư

3) - Đệm lót sinh học giúp tiết kiệm 60% nhân lực, vì:

+ Không còn phải sử dụng nhân lực dọn, rửa chuồng hàng ngày;

+ Không sử dụng nhân lực để tắm rửa cho vật nuôi;

+ Chỉ sử dụng nhân lực để cho vật nuôi ăn và quan sát diễn biến trạng thái của vật nuôi

- Đệm lót sinh học giúp tiết kiệm 80% nước trong chăn nuôi, vì:

+ Không sử dụng nước rửa chuồng;

+ Không sử dụng nước để tắm rửa cho vật nuôi;

8

+ Nước được sử dụng duy nhất cho vật nuôi uống và phun giữ độ ẩm cho nền chuồng (đệm lót chuồng luôn có độ ẩm 30%)

- Đệm lót sinh học giúp tiết kiệm 10% thức ăn, vì:

+ Vật nuôi không bị stress từ môi trường và hoạt động tự do;

+ Vật nuôi thu nhận được một số chất từ nền đệm lót do sự lên men phân giải phân, nước tiểu, vỏ trấu, phụ phẩm nông nghiệp phơi khô băm nghiền nhỏ;

+ Khả năng tiêu hóa, hấp thu thức ăn của vật nuôi tốt hơn do vật nuôi tiếp nhận được một số vi sinh vật có lợi

- Đệm lót sinh học giúp giảm tỷ lệ bệnh tật, đặc biệt là bệnh tiêu chảy, bệnh hen ở lợn; giảm tỷ lệ chết và loại thải ở gà (gà đẻ 5%, gà thịt 2%) do quá trình ức chế và tiêu diệt hệ vi sinh vật có hại, khống chế sự lên men sinh khí hôi thối Hạn chế ruồi, muỗi (vì không có nước để muỗi sinh sản, không có phân để ruồi đẻ trứng) Các mầm bệnh - nguyên nhân lây lan dịch bệnh bị tiêu diệt hoặc hạn chế tới mức thấp nhất Vì vậy giảm nhân công thú y và chi phí thuốc thú y

2.2.2.2.Nhược điểm [50]

1) - Khi chăn nuôi trên nền đệm lót sinh học thì không được vệ sinh tiêu độc, khử trùng (do men sẽ bị tiêu diệt, làm đệm lót mất tác dụng khi sử dụng hóa chất khử trùng, vôi) Mặt khác, điều kiện môi trường đệm lót thuận lợi để men phân hủy phân, nước tiểu gia súc phát triển thì cũng là môi trường thuận lợi để các loại vi sinh vật khác xâm nhập (từ không khí, đất, nước và bản thân vật nuôi thải ra) Và thời gian sử dụng đệm lót càng lâu thì các vi sinh vật này tồn tại càng nhiều như những ổ mầm bệnh trong chuồng nuôi

Cần có những nghiên cứu sâu, chuyên ngành về mặt phát thải, vệ sinh

an toàn thực phẩm đối với sản phẩm thịt nuôi theo quy trình này, tác động của

hệ vi sinh vật đến môi trường sống

9

2) - Do nhiệt độ, độ ẩm cao (nhất là trong mùa hè) nên vật nuôi thường phải hoạt động nhiều (ủi tìm chỗ mát, tìm nước để nằm) làm tiêu hao nhiều năng lượng, ảnh hưởng không tốt đến khả năng tăng trọng Vấn đề stress nhiệt

do đệm lót gây ra, đặc biệt trong những tháng nóng nhất của mùa hè chưa được giải quyết có hệ thống và kinh tế

3) – Đệm lót sinh học chỉ thích hợp ở một số vùng, một số khu vực không bị ảnh hưởng của nước ngầm, lũ lụt Khi làm đệm lót sinh học cần tìm hiểu mực nước ngầm và khả năng lũ ngập; ở những vùng có mực nước ngầm cao hoặc vùng đất trũng dễ ngập nước, bắt buộc phải làm nền cao Nếu lớp đệm lót làm âm xuống dưới mặt đất từ 40-60cm, chắc chắn nước sẽ tràn vào gây chết men và đệm lót hoàn toàn không sử dụng được

4) – Trong số các nguyên liệu làm đệm lót thì mùn cưa chiếm tới 2/3 khối lượng, cần nghiên cứu thử nghiệm các nguyên liệu khác từ phụ phẩm nông nghiệp để thay thế cho mùn cưa vì khi sử dụng nguyên liệu này với số lượng lớn, nguồn cung cấp nguyên liệu không ổn định, sẽ khó triển khai áp dụng ra diện rộng

5) - Sử dụng đệm lót sinh học khó đưa vào thực tiễn trong chăn nuôi công nghiệp vì không thể chăn nuôi với mật độ cao Mật độ tối đa trong chăn nuôi trên nền đệm lót chỉ từ 1,5 - 2m2/1con lợn 60kg

Mặt khác, trong quá trình nuôi phải bảo dưỡng, đảo xới tơi đệm lót Đây là một công việc nặng nhọc cần nghiên cứu và thử nghiệm máy cầm tay

để xới, đảo đệm lót khi áp dụng ở quy mô chăn nuôi trang trại

6) - Chi phí làm đệm lót từ nguyên vật liệu, nhân công bình quân cho

01 lợn thịt (diện tích chuồng nuôi 1,2m2, sâu 50-60cm) ở thời điểm hiện tại từ 250.000 – 300.000 đồng cho lứa nuôi thứ nhất, tăng thêm 150.000 đồng/con nếu nuôi lứa thứ 2 (do phải bổ xung nguyên vật liệu và nhân công tu bổ) Như vậy, cứ nuôi 100 lợn thịt chi phí đầu tư ban đầu làm đệm lót sinh học khoảng

Với mục đích giảm ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi, việc lựa chọn giải pháp chăn nuôi gà, heo trên nền đệm lót là phù hợp đối với gà có khối lượng cơ thể nhỏ (dưới 2 kg/con), gà không béo; heo có khối lượng dưới 60 kg/con Người chăn nuôi phải tìm hiểu các biện pháp xử lý chất thải chăn nuôi, điều kiện chăn nuôi của gia đình, lựa chọn giải pháp phù hợp nhất để phát triển chăn nuôi, đảm bảo không gây ô nhiễm môi trường và cho hiệu quả cao nhất

Đối với chăn nuôi gà trên nền đệm lót

1 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.Vì vậy:

- Cải thiện môi trường sống cho người lao động

- Tạo cơ hội phát triển chăn nuôi ngay ở nơi dân cư đông đúc

2 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

3 Giảm rõ tỷ lệ mắc bệnh đặc biệt là bệnh tiêu chảy và bệnh hen Giảm tỷ lệ chết và loại (gà đẻ 5%, gà thịt 2%) Vì vậy giảm công và chi phí thuốc trong việc chữa trị bệnh

Đối với chăn nuôi lợn trên nền đệm lót

Nuôi trên nền đệm lót sinh học đã tiết kiệm được điện, nước rửa chuồng, giảm ô nhiễm môi trường

Lợn con nuôi trên đệm lót sẽ khỏe mạnh, đồng đều, ít bị bệnh và tăng trưởng tốt Lợn nuôi trên nền đệm lót không bị thối bàn chân, không bị què chân, lông da bóng mượt và sạch, thịt chắc, thơm ngon, giảm tồn dư kháng sinh

Làm tiêu phân do đó mùi hôi, khí độc trong chuồng nuôi hầu như không còn, tạo môi trường sống tốt không ô nhiễm Từ đó cải thiện môi trường sống cho người lao động và tạo cơ hội có thể phát triển chăn nuôi nơi khu dân cư Giảm tỷ lệ bệnh, đặc biệt là bệnh tiêu chảy lợn con Vì vậy giảm công và chi phí thuốc.Tăng chất lượng đàn lợn và chất lượng của sản phẩm

Việc ứng dụng đệm lót sinh học trong chăn nuôi lợn còn rất khiêm tốn, đối với lợn nái, lợn con và lợn có khối lượng dưới 60 kg là phù hợp nhất Nhiều mô hình đã không thành công do lợn có thói quen thải phân và nước tiểu một chỗ nên tại đó, đệm lót hay bị hỏng (khi không đảo hoặc hót phân lợn đi); lợn vận động làm đệm lót bị nén chặt, hạn chế vi sinh vật trong đệm phát huy tác dụng phân hủy chất thải, ngoài ra, một số mô hình còn xuất hiện ngoại ký sinh trùng như mạt, rệp, ve, ghẻ… Mạch nước ngầm cao gây ảnh hưởng đến nền đệm lót Mùa hè nóng, lợn không nằm trên đệm lót nên vẫn phải thiết kế chuồng nuôi có nền gạch hay xi măng cho lợn nằm, có đủ diện tích để tắm cho lợn, do đó diện tích chuồng nuôi cho một con lợn là cao hơn phương thức nuôi truyền thống

12

2.2.3 Vai trò của vi sinh vật trong đệm lót sinh học

2.2.3.1 Tiêu hủy phân và mùi hôi

Một số vi sinh vật hữu ích có khả năng phân giải và đồng hóa các chất thải động vật như phân, nước tiểu Quá trình phân giải này tạo thành các thành phần trao đổi chất có tác dụng khử mùi trong chuồng trại như axit hữu

cơ (trung hòa và cố định NH3), rượu (trung hòa mùi lạ và diệt virus…), các enzyme, các chất loại kháng sinh… Đặc biệt, vi sinh vật đồng hóa phân nước tiểu để tạo thành protein của chính bản thân chúng, nguồn protein vi sinh vật này được động vật sử dụng

*Sự lên men tiêu hóa phân

Các vi sinh vật có ích trong lớp đệm lót sẽ bám quanh phân và tiết ra các enzyme ngoại bào để thực hiện quá trình phân giải bằng sự oxi hóa và lên men Quá trình lên men phân giải phân trong chuồng nuôi là lên men hiếu khí, với sự tham gia của oxy đã làm cho các thành phần hydratcacbon và các hợp chất có chứa cacbon bị oxy hóa tạo ra năng lượng thông qua quá trình oxi hóa photphoryl hóa Năng lượng trong các mạch cacbon được giải phóng hoàn toàn và giải phóng ra CO2 và nước

Như vậy có thể thấy một lượng nhỏ chất dinh dưỡng trong phân cần cho quá trình trao đổi chất tế bào sẽ được vi sinh vật hấp thu làm chất dinh dưỡng cho sựsinh trưởng phát triển của chúng, đặc biệt trong đó có sự sinh tổng hợp thànhprotein của tế bào, còn phần lớn các chất dinh dưỡng bị phân giải tạo năng lượng, giải phóng ra CO2, nước và một số hợp chất hữu cơ khác nhau Các chất khí mà trong đó chủ yếu là khí CO2 và nước sẽ bị tán phát vào không khí Một lượng nhỏ hợp chất hữu cơ như các axit hữu cơ, rượu, aldehyd, ester… và một số chất khoáng hữu cơ sẽ tích lại trong đệm lót và dần cũng bị lợi dụng hoặc phân hủy

*Sự khử mùi hôi và khí độc

13

Việc khử mùi hôi và khí độc trong đệm lót là do tác dụng hấp phụ vật

lý của đệm lót và của ánh sáng, nhưng tác dụng khử mùi thối của vi sinh vật hữu ích sử dụng trong chế phẩm vi sinh tổng hợp mới là chủ yếu

Vấn đề khử mùi hôi và khí độc được đặt ra mạnh trong những năm gần đây khi chăn nuôi phát triển với tốc độ nhanh gây ô nhiễm lớn môi trường chăn nuôi Trong chuồng nuôi tích tụ nhiều khí độc như NH3, CH4, N2O, H2S, CO2 làm cho vật nuôi dễ sinh các bệnh đường hô hấp, ảnh hưởng đến sinh trưởng, tiêu tốn thức ăn lớn, bị tổn thất về kinh tế, làm ảnh hưởng đến sức khỏe của người chăn nuôi và những người xung quanh.[30]

Theo báo cáo, nồng độ NH3 ở 50 ppm gây tác đông cho xoang miệng, xoang mũi lợn, nước mắt chẩy nhiều dễ mắc bệnh về đường hô hấp, giảm sinh sản; Gà rất mẫn cảm với khí NH3, ở nồng độ 20 ppm đã làm cho tần suất hô hấp giảm và tỷ lệ đẻ giảm, thậm chí ở nồng độ 5 ppm NH3 mà kéo dài cũng ảnh hưởng đến sức khỏe Cho nên cải thiện môi trường sống sẽ có lợi cho việc nâng cao tính năng sinh trưởng của gà

Cơ chế hình thành chất gây thối: NH3 chủ yếu tạo ra từ sự phân giải ure

và axit uric trong nước tiểu của các vi khuẩn và sự khử NH3 từ axit amin trong phân do các vi khuẩn có hại và gây bệnh như các vi khuẩn gam âm có men khử NH3 củacác axit amin như E.coli, Salmonella, tụ cầu… H2S được hình thành do vi khuẩn khử axit amin xistin, xistein; Sự hình thành các amin hữu cơ rất độc và thối do các vi khuẩn lên men thối rữa đã khử cacboxin (CO2) và một số loại axit amin để tạo thành

Sự giải phóng NH3 phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nhiệt độ, cấu trúc nền, mức độ vệ sinh chuồng trại, khẩu phần ăn…(Büscher và cs, 1994[31]) Ngoài ra, nó còn phụ thuộc vào độ pH, nếu độ pH trên 7 sự giải phóng nhanh, dưới 7 giải phóng chậm (độ pH phân gà lợn… khoảng 8,5)

- Tác dụng khử khử mùi hôi và khí độc quan trọng nhất là do vi sinh vật Vi sinh vật có ích thực hiện sự giảm mùi theo hai cách:

- Ức chế và khử vi khuẩn có hại, lên men gây thối trong đệm chuồng do tác dụng cạnh tranh của vi sinh vật có lợi

Trong thành phần của tổ hợp vi sinh vật được đưa vào xử lý đệm chuồng có những chủng có thể sử dụng các khí độc làm nguồn dinh dưỡng cho sự sinh trưởng phát triển của mình, do đó mà góp phần làm giảm nhanh khí độc trong đệm lót (phân mới thải ra đã có nhiều khí thối độc do sự lên men của các vi khuẩn thối rữa trong ruột già động vật)

Sự lên men oxy hóa của vi sinh vật để phân giải phân thành các chất không có mùi Đó là sự oxy hóa triệt để các chất dinh dưỡng trong phân để thu năng lượng và tạo ra CO2 và nước Nhờ đó mà có thể giảm lượng lớn khí độc trong chuồng nuôi

2.2.3.1 Duy trì sự cân bằng sinh thái vi sinh vật trong chuồng nuôi

Các chế phẩm vi sinh sử dụng để xử lý phân và rác thải động vật thường bao gồm một tập hợp các vi sinh vật được chọn lọc rất nghiêm ngặt theo các tiêu chí về đặc điểm sinh hóa học cụ thể Một trong những tiêu chí quan trọng là giữa chúng phải có được mối quan hệ cộng sinh và hỗ sinh để từ

đó tạo ra sự cân bằng sinh thái trong môi trường mà chúng tồn tại

Nếu giữa các chủng vi sinh vật không có được mối quan hệ tương hỗ thì chắc chắn tổ hợp vi sinh vật được chọn lọc và tập hợp sẽ bị phá vỡ trong

15

một thời gian ngắn Bởi lẽ sự phát triển độc lập của từng chủng trong môi trường nhiều chất thải sẽ chịu sự tác động của nhiều yếu tố, trong đó có cả sự canh tranh ngay trong các chủng của tổ hợp với nhau và sự cạnh tranh của nhiều vi khuẩn có hại có mặt trong chất thải Sự cân bằng sinh thái vi sinh vật trong chuồng nuôi sẽ ức chế các vi khuẩn gây thối, vi khuẩn gây bệnh trong chuồng nuôi, làm giảm mùi hôi trong chuồng và giảm bệnh cho gia súc

2.2.3.3 Tiêu diệt vi khuẩn có hại và gây bệnh trong chuồng nuôi

Sử dụng chế phẩm vi sinh tổng hợp để xử lý chất thải vật nuôi, ngoài tác dụng phân giải phân, làm giảm mùi, giảm ô nhiễm thì nó còn có vai trò trong việc ức chế các vi sinh vật có hại hoặc gây bệnh trong chuồng nuôi

*Sự không thích ứng của các vi sinh vật có hại và gây bệnh, các virus trong môi trường đệm lót lên men:

Các vi sinh vật có hại và gây bệnh, các virus không thích ứng trong môi trường lên men, bị tiêu diệt do:

+ Các vi sinh vật hữu ích tạo môi trường thiên về axit, pH thấp làm cho các vi sinh vật có hại khó phát triển được Vi sinh vật có hại ra khỏi cơ thể động vật thì chưa thích ứng với môi trường mới Vi sinh vật có ích được thuần hóa thích nghi với môi trường đệm lót có độ pH thấp, nhiệt độ cao nên khó bị tiêu diệt

+ Khi lên men phân giải phân mạnh, một lượng CO2 sinh ra đọng lại ở giữa tầng đệm lót gây ức chế một số vi khuẩn có hại

*Sự tăng cường sức kháng bệnh và khả năng miễn dịch

Nguyên nhân có thể là do môi trường sạch sẽ, không bị các phản ứng stress do tâm lý hay do môi trường, con vật có môi trường sống tự nhiên, khôi phục được bản năng sống nguyên thủy… nên sống khỏe mạnh Tăng cường sức kháng bệnh vàkhả năng miễn dịch nhưng cơ bản nhất phải kể đến là sự lên men của các vi sinhvậtcó ích đã ức chế các vi trùng gây bệnh

16

*Sự áp đảo về số lượng các vi sinh vật có ích

Đó chính là việc tăng số lượng vi sinh vật có ích vượt trội so với các vi sinh vật có hại Đây là ưu thế vượt trội của vi sinh vật có ích so với vi sinh vật

có hại để khẳng định vi khuẩn có hại sẽ bị tiêu diệt Nếu đệm lót được bảo dưỡng tốt thì tỷ lệ vi sinh vật có ích so với vi sinh vật có hại còn lớn hơn, càng là sự đảm bảo cho sự chiếm ưu thế vi sinh vật có ích để loại trừ vi khuẩn

có hại Điều này cho thấy lợn nuôi trên đệm lót lên men rất ít bị bệnh và nếu lợn có ăn đệm lót cũng sẽ không có hại gì Đây chính là nguyên tắc lấy số đông để tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh, nhưng cần phải đảm bảo đệm lót có độ dầy nhất định

Xét về tỷ số giữa vi sinh vật có ích và vi sinh vật có hại là một tỷ số áp đảo, chắc chắn vi sinh vật bị tiêu diệt, môi trường sạch ít bị bệnh Vì vậy nếu lợn có ăn đệm lót cũng không có hại trái lại có lợi do sinh kháng thể không đặc hiệu từ vi khuẩn gây bệnh đã giảm hoạt lực

*Sự lên men của các vi sinh vật có ích

Người ta đã từng lấy mẫu trong các bể biogas lên men tốt để phân lập thì không tìm thấy vi khuẩn gây bệnh Từ thực tế nuôi dưỡng, người ta nhận thấy sử dụng các thức ăn lên men bằng các chế phẩm sinh học để chăn nuôi thì con vật rất ít bị bệnh, điều này có thể giải thích là do các vi sinh vật gây bệnh đã bị tiêu diệt trong quá trình lên men Vậy thì quá trình lên men trong đệm lót của các vi sinh vật có ích đã tiêu diệt các vi sinh vật có hại và gây bệnh trong phân và từ ngoài nhiễm vào đệm lót, làm giảm nguy cơ mắc bệnh cho con vật Quá trình tiêu diệt chúng do các tác nhân sau:

*Sự tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh do các sản phẩm của trao đổi chất

Trong quá trình lên men, các vi sinh vật có ích đã làm hình thành các axit hữu cơ làm tăng độ axit của môi trường, sự hình thành các chất có hoạt

tính kháng sinh (bacterioxin) của Streptococcus lactis, Lactobacterium

planetarium, Bacillus licheniformis…; sự hình thành ethylic, H2O2… đã tiêu

17

diệt hầu như toàn bộ vi khuẩn có hại Đây chính là cơ chế của lên men diệt các vi khuẩn có hại, mà chỉ có thông qua sự lên men này mới có thể diệt được các nha bào của các vi khuẩn gây bệnh khó bị tiêu diệt

Chúng ta không sợ con vật nuôi trên đệm lót lên men bị các bệnh vikhuẩn hay virus do chúng có sức kháng tự nhiên và sức kháng này được tăng lên khi sống trong môi trường thoải mái; hơn nữa do tăng số lượng vi sinh vật có ích lên rất nhiều lần vi khuẩn có hại trong tự nhiên nên có sự tiêu diệt vi khuẩn có hại do tác dụng đối kháng giữa chúng Tuy nhiên trong thực

tế có thể các vi khuẩn gây hại không bị tiêu diệt hết song chúng nằm trong phạm vi hoàn toàn có thể kiểm soát, vô hại với động vật nuôi do chúng ở trạng thái bị ức chế hoặc bất hoạt Cũng chính vì vậy mà con vật còn được tăng cường sinh kháng thể không đặc hiệu, có tác dụng miễn dịch do các vi khuẩn, virus gây bệnh bị suy yếu làm giảm độc lực (tai xanh, lở mồm long móng, dịch tả)

Đối với bệnh về virus chỉ là sự tăng cường công năng miễn dịch (thêm các chất xúc tiến miễn dịch: bổ sung các chất vitamin tăng hoạt tính miễn dịch…) Con vật thông qua hệ thống miễn dịch của cơ thể để sinh kháng thể chống virus

Các theo dõi cho thấy con vật rất ít bị bệnh cảm nhiễm vi khuẩn và các bệnh do virus, nếu có mắc bệnh thì cũng không nặng, dễ chữa

2.3 Tổng quan về NH 3

2.3.1 NH 3

Amoniac là một chất khí không màu có mùi rất khó chịu.Thuật ngữ 'amoniac' có nguồn gốc từ một liên kết hoá học có tên là 'clorua amoni' được tìm thấy gần đền thời thần Mộc tinh Ammon ở Ai Cập

Khí NH3 là loại khí được hình thành do sự phân giải của phân gia súc, gia cầm trong chuồng nuôi

Tính chất:

Tính chất vật lý: NH3 là một chất khí không màu, mùi đặc biệt, nhẹ hơn không khí, d=0,597, điểm nóng chảy -77oC, điểm sôi -33,35o

C, nhiệt độ tự bốc cháy 651oC NH3 có thể tạo với không khí thành hỗn hợp nổ ở áp suất và nhiệt độ khí quyển NH3 dễ tan trong nước tạo NH4OH và khí NH3, dễ bị hấp thụ trên một số chất rắn Nồng độ NH3 trong không khí 1mg/m3 (Hoàng Văn Bính, 2007).[03]

NH3 + HCl → NH4Cl

Li3N(s)+ 2NH3(l) → 3 Li+(am) + 3 NH2−(am) NH3 như là Ligand ( Nguyễn Ngọc Trung , 2007 ).[26]

2.3.2 Ảnh hưởng của NH 3

Ammoniac là một hợp chất hữu cơ có công thức phân tử NH3 Ở điều kiện tiêu chuẩn, nó là một chất khí độc, có mùi khai, tan nhiều trong nước (Vikipedia, tiếng việt) Khí NH3 là loại khí thải do sự phân giải của phân gia

20

súc, gia cầm trong chuồng nuôi Khí không màu, có mùi hắc và là một trong những khí độc gây ô nhiễm môi trường chủ yếu trong chuồng gà NH3 gâykích ứng da, mắt, mũi, phổi; có thể ngửi thấy ở nồng độ từ 5-18 ppm Khí

NH3 có thể tồn tại trong không khí trong khoảng 14-36 giờ tùy thuộc vào điều kiện thời tiết và nó có thể bay xa tới 500m kể từ nơi chứa phân (Fowler và cs,

1998 [38])

Gia cầm tiếp xúc với khí NH3 ở nồng độ 20 -25ppm trong 8 giờ dẫn đến hậu quả là làm mất lớp lông nhung ở khí quản và làm biến đổi lớp tế bào biểu mô của đường hô hấp (Nagaraja và cs, 1984 [47]) Nếu gia cầm tiếp xúc trong một thời gian dài thì sẽ làm tăng nguy cơ mắc các bệnh về đường hô hấp

Khi nuôi gà ở chuồng nuôi có hàm lượng khí NH3 là 25 ppm sẽ làm giảm hàm lượng hemoglobin, giảm trao đổi khí và hấp thu các chất dinh dưỡng giảm dẫn đến khối lượng cơ thể của gà sẽ giảm 4% Khi hàm lượng khí 75-100ppm, gây những biến đổi trong biểu mô đường hô hấp, làm mất lớp vi mao và tăng số lượng của tế bào tiết màng nhầy, nhịp tim và hô hấp

bị ảnh hưởng và có thể gây chảy máu trong các túi khí phế quản (Lại Thị Cúc, 1994 [09])

Amoniac có thể hòa tan vào trong nước, do vậy có thể xâm nhập vào màng nhày trong mắt và đường hô hấp Lượng NH3 ≥ 100ppm có thể gây loét niêm mạc, gây mù mắt với các dấu hiệu của sự tăng tích nước mắt, thở nông

và những tổn thương ở mũi (Hulzebosch, 2004 [41]) Nồng độ này cũng làm

tỷ lệ tăng trọng, khả năng thu nhận thức ăn, tỷ lệ đẻ, khối lượng trứng của gà

đẻ giảm (Amer và cs, 2004 [27])

Hàm lượng NH3 trong không khí chuồng nuôi phụ thuộc vào nhiều yếu

tố như nhiệt độ, độ ẩm lớp đệm lót, mức độ vệ sinh chuồng trại, mật độ nuôi, khẩu phần ăn… (Büscher và cs, 1994 [30]; Kavolelis, 2003 [31 ]) Ngoài ra,

21

nó còn phụ thuộc vào độ pH, nếu độ pH trên 7 sự giải phóng nhanh, dưới 7 giải phóng chậm (độ pH phân gà, lợn… khoảng 8,5) (Choi và Moore, 2008 [33]) Nồng độ NH3 thấp hơn 40% ở chuồng nuôi có sử dụng đệm lót nền là rơm/mùn cưa so với chuồng nuôi nền có ủ phân trong chuồng Nồng độ NH3 thường xuyên được phát hiện trong các trại chăn nuôi thường ≤ 100ppm Ảnh hưởng có hại của NH3 trong các chuồng nuôi thường gây stress mãn tính, chúng cũng là nguyên nhân trong các tiến trình của dịch bệnh (Carlile, 1984 [32]; Nagaraja, 1984 [47]) Vì vậy, nồng độ NH3 trong chuồng nuôi gà không nên vượt quá 25ppm, mức giới hạn cho gia cầm là 15ppm (Gürdil, 1998 [40])

2.3.3 Quá trình hình thành và chuyển hóa NH 3

Khả năng hấp thụ nitơ và photpho của gia súc, gia cầm rất kém, nên khi

ăn thức ăn có chứa nito, photpho vào thì chúng bị bài tiết theo phân và nước tiểu Trong nước thải chăn nuôi thường chứa hàm lượng nitơ và photpho rất cao Hàm lượng nitơ tổng số trong nước thải của trại chăn nuôi đo được khi

ra biogas từ 571_ 594 mg/l photpho từ 13,8-62mg/l theo jongbloed và lenis (1992), đối với gia súc khi ăn vào 100g nitơ thì 30g được giữ lại cơ thể, 50g bài tiết ra ngoài theo nước tiểu dưới dạng ure, còn 20g ở dạng phân nitơ khó phân hủy và ăn toàn cho môi trường

Nitơ bài tiết ra ngoài theo nước tiểu và phân dưới dạng ure, sau đó ure nhanh chóng chuyển hóa thành NH3 theo pt

(NH2)2CO + H2O -> NH4 + OH + CO2<-> NH3 + CO2+ H2O

Khi nước tiểu và phân bài tiết ra ngoài, vi sinh vật sẽ tiết ra enzime ureaza chuyển hóa ure thành NH3, NH3 phát tán vào không khí gây mùi hôi hoặc khuếch tán vào nước làm ô nhiễm nguồn nước

Nồng độ NH3trong nước thải phụ thuộc vào:

- Lượng ure trong nước tiểu

Các yếu tố ảnh hưởng tới hàm lượng NH3 trong chuồng nuôi có thể do:

sử dụng đệm lót chuồng cũ hoặc không được thay trong thời gian dài dẫn đến

sự tích tụ NH3trên ngưỡng cho phép, đệm lót chuồng ướt (độ ẩm > 30 - 40%), nhiệt độ cao, pH của đệm lót > 8, và sự có mặt của các vi khuẩn, nấm men, nấm mốc sẽ nhanh chóng phân hủy axit uric thành NH3.[22] Các hợp chất hóa học trong phân và nước thải dễ dàng phân hủy, trong điều kiện thiếu oxy sự phân hủy các hợp chất hữu cơ theo con đường yếm khí tạo ra các khí như CH4, NH3 tạo mùi hôi khó chịu trong khu vực chăn nuôi và ảnh hưởng môi trường không khí

2.3.4 Phương pháp xử lý NH 3

* Giải pháp xây dựng hầm Biogas:

Xử lý chất thải chăn nuôi bằng công trình khí sinh học (KSH) được đánh giá là giải pháp hữu ích nhằm giảm khí thải methane và sản xuất năng lượng sạch 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 Theo thông báo quốc gia lần 2, 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 Do đó, khả năng giảm thiểu khí phát thải của công trình khí sinh học sẽ tăng lên trong tương lai

và tầm quan trọng của việc tận dụng nguồn năng lượng tái tạo này, không chỉ nhằm chống việc nóng lên của khí hậu toàn cầu, mà còn giúp Việt Nam đi

23

theo hướng phát triển nền kinh tế có hàm lượng carbon thấp mà không ảnh hưởng đến sự phát triển bền vững 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 và phụ thuộc nhiều vào quy mô

và tính ổn định của ngành chăn nuôi (Đỗ Thành Nam,2008) [19]

* Xử lý bằng phương pháp sinh học:

Chăn nuôi sinh thái là hệ thống chăn nuôi không có chất thải, không gây ô nhiễm môi trường, tiết kiệm nguyên vật liệu, sử dụng tài nguyên và kỹ thuật rẻ tiền, chăn nuôi không lạm dụng thuốc kháng sinh và hóa chất hóa học, sử dụng công nghệ vi sinh làm nền tảng 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 cho việc giải quyết ô nhiễm môi trường cho cộng đồng khu vực Việc sử dụng các chế phẩm sinh học như chế phẩm

EM có tác dụng làm tăng cường 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 (Nguyễn Hoài Châu, 2007) [07]

Một số công trình nghiên cứu về xử lý chất thải chăn nuôi bằng biện pháp sinh học tại Việt Nam:

1 Đề tài “Khảo sát khả năng sinh gas và xử lý nước thải nuôi lợn của

hệ thống Biogas phủ nhựa HDPE (High Density Polyethylene)” của tác giả

Đỗ Thành Nam trường Đại học Nông lâm, thành phố Hồ Chí Minh Kết quả đạtmđược như sau:

Về xử lý chất thải chăn nuôi lợn: COD đầu ra của nước thải qua hệ thống hầm ủ Biogas giảm 95,4 % so với nước thải đầu vào, chất rắn lơ lửng của nước thải đầu ra qua hệ thống hầm ủ Biogas giảm 86,5 % so với nước thải đầu vào, vật chất khô nước thải đầu ra qua hệ thống hầm ủ Biogas giảm 90%

so với nước thải đầu vào, pH đạt tiêu chuẩn để có thể sử dụng nước này cho sản xuất nông nghiệp và nuôi cá, nhiệt độ của nước thải đầu ra qua hầm ủ

- Lượng Biogas sản sinh ra khác nhau rất rõ rệt giữa mùa đông và mùa

hè (mùa hè cao hơn tới trên 2 lần) do nhiệt độ mùa đông quá thấp không thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật

- Dùng hầm Biogas cải thiện được đáng kể ô nhiễm môi trường nhất là nồng độ BOD5, COD (Vũ Đình Tôn, 2009) [25]

3 Đề tài của TS Nguyễn Thị Liên, Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên “Kết quả ứng dụng chế phẩm EM (Effective Microorganisms) trong chăn nuôi gà tại tỉnh Thái Nguyên” Trong đề tài này, tác giả đã sử dụng chế phẩm EM bổ sung vào nước uống cho gà theo tỷ lệ lần lượt là 3%; 5% Kết quả thu được thể hiện ở bảng 2.3

- Kết tủa phốt pho hòa tan và làm giảm phốt pho nước ngầm

- Cải thiện hiệu suất gia cầm

25

- Giảm dòng chảy kim loại nặng

Làm tăng quá trình keo tụ, phèn cung cấp các cation (tích điện dương) có điện tích trái dấuvới các hạt sét hoặc các chất hữu cơ (tích điện âm) khi đó quá trình trung hòa điện tích sẽ xảyra Khi điện tích bị trung hòa các hạt vật chất

lơ lửng sẽ kết dính với nhau làm gia tăng kíchthước và khối lượng của các hạt vật chất lơ lửng làm chúng lắng xuống nhanh hơn Vật chấtlơ lửng trong ao nuôi thủy sản bao gồm phù sa, chất hữu cơ từ thức ăn thừa và chất thải từ cávà phiêu sinh vật, khi vật chất lơ lửng lắng tụ có thể làm giảm độ đụccủa nướcao Ngoài ra, các cation (Al3+

, Fe2+, Fe3+) sẽ phản ứng với phosphate hòa tan tạo nên các muối phosphate kim loại kết tủa Vì vậy, phèn nhôm và phèn sắt còn có tác dụng làm giảm lân hòa tan trong nước

Về cơ bảnphèn là những muối kép có cấu tạo tinh thể đồng hình, tạo nên bởi các anion sunfat (SO4 )2 (cũng có thể là anion selenat SeO4-2 ; anion phức SeF4-2 hoặc ZnCl4-2) và cation của hai kim loại có hoá trị khác nhau Công thức chung của phèn là MX MY(SO4)2.12H2O; MX là kim loại hoá trị 1 như Na+,

K+, Ce+, Rb+, hoặc NH4+, MY là kim loại hóa trị 3 như Al3+ , Fe3+

Sulfat nhôm (phèn) được bổ sung vào rác gia cầm trong chuồng nuôi để giảm bay hơi amoniac [36]

2.4.2 Phèn kép

Phèn kép là nhôm amoni sunfat (NH4)2SO4.Al2(SO4)3.24H2O))

Công thức chung của phèn nhôm sunfat là Al2(SO4)3.nH2O

Phèn nhôm amoni sunfat: tinh thể màu trắng, khối lượng riêng 1,65 g/cm3 Là tinh thể màu trắng, dễ tan trong nước, không mùi, có vị chát

2.4.3 Ưu điểm của phèn kép

Công dụng của phèn kép: là một hóa chất công nghiệp, được sử dụng nhiều để lọc nước, xử lý nước thải từ ao, hồ, xi măng, chất khử mùi, ngành

da, nhuôm và dệt may, pH= 4-5

26

2.4.4 Cơ chế tác động của phèn kép tới NH 3 trong không khí

Hơn một nửa lượng nitơ gà bài tiết ra được thoát vào khí quyển như amoniac trước khi xả rác được lấy ra từ nhà cầm Nghiên cứu đã chỉ ra rằng

bổ sung phèn vào rác gia cầm lớn làm giảm lượng khí thải amoniac Thấp hơn nồng độ amoniac trong nhà gia cầm do phèn bổ sung dẫn đến tốt hơn và tỷ lệ

tử vong thấp hơn Phèn bổ sung cho rác gia cầm cũng kết tủa phốt pho vào một hình thức mà không phải là nước hòa tan Điều này làm giảm đáng kể photpho từ phân thải gia cầmđi vào nước ngầm, cũng như phốt pho rửa trôi Phèn bổ sung vào rác thải gia cầm cũng làm giảm số lượng tác nhân gây bệnh

Phèn nên được áp dụng cho phân thải gia cầm tại một tỷ lệ tương đương với 5-10% tính theo trọng lượng (phèn/phân).[36]

Việc giảm lượng phát thải amoniac là do acid tạo ra khi phèn được thêm vào phân thải của gia cầm, axit này chuyển đổi amoniac thành amoni; làm mất khả năng bay hơi của amoniac Việc giảm độ pH phân thải cũng làm giảm một số mầm bệnh

Nhôm từ phèn phản ứng với phốt pho để tạo thành một hợp chất nhôm phosphat hòa tan ít, không bị rửa trôi hoặc khuếch tán vào đất

Kết quả:

Phèn bổ sung dẫn đến ít nitơ bị mất do bay hơi amoniac

Luồng amoniac từ phân thải của gia cầm được xử lý bởi phèn đã được chứng minh là thấp hơn 70% phân thải bình thường (Moore et al., 2000).[46] Điều này dẫn đến phân thải sẽ chứa một hàm lượng nitơ cao hơn, giúp tăng năng suất cây trồng Nồng độ amoniac thấp hơn tại các cơ sở chăn nuôi cũng tăng sản lượng thịt gia cầm và làm cho môi trường an toàn hơn cho người lao động nông nghiệp