Phân tích dòng vật chất áp dụng trong hoạt động nuôi gà tại xã đỗ động, thanh oai, hà nội và đề xuất thu hồi tài nguyên trong dòng thải

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --- Trần Thị Huyền Trang PHÂN TÍCH DÒNG VẬT CHẤT ÁP DỤNG TRONG HOẠT ĐỘNG NUÔI GÀ TẠI XÃ ĐỖ ĐỘNG, THANH OAI, HÀ NỘI VÀ ĐỀ XUẤT

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Trần Thị Huyền Trang

PHÂN TÍCH DÒNG VẬT CHẤT ÁP DỤNG TRONG HOẠT ĐỘNG NUÔI GÀ TẠI XÃ ĐỖ ĐỘNG, THANH OAI, HÀ NỘI

VÀ ĐỀ XUẤT THU HỒI TÀI NGUYÊN TRONG DÒNG THẢI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2020

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-

Trần Thị Huyền Trang

PHÂN TÍCH DÒNG VẬT CHẤT ÁP DỤNG TRONG HOẠT ĐỘNG

NUÔI GÀ TẠI XÃ ĐỖ ĐỘNG, THANH OAI, HÀ NỘI

VÀ ĐỀ XUẤT THU HỒI TÀI NGUYÊN TRONG DÒNG THẢI

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

Mã số: 8440301.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS Ngô Vân Anh PGS.TS Lê Văn Chiều

Hà Nội - 2020

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan: Luận văn này là công trình nghiên cứu thực sự của cá nhân, được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của TS.Ngô Vân Anh và PGS.TS Lê Văn Chiều

Các số liệu, những kết luận nghiên cứu được trình bày trong luận văn này trung thực và chưa từng được công bố dưới bất cứ hình thức nào

Mọi nguồn thông tin được sử dụng trong Luận văn đều được chỉ rõ nguồn gốc Tôi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Ngô Vân Anh và

PGS.TS Lê Văn Chiều là hai giảng viên đồng hướng dẫn đã giao đề tài, quan tâm và

tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Thị Hà và quỹ

Kovalevskaia đã hỗ trợ em trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn này

Em xin gửi lời cảm ơn nhiệm vụ Nghị định thư NĐT 31.JPA/17 đã hỗ trợ

tính toán phân tích dòng thải có tiềm năng để thu hồi tài nguyên

Em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong Khoa Môi trường - Trường Đại

học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội nói chung và Bộ môn Công nghệ

môi trường nói riêng đã giảng dạy và trang bị cho em những kiến thức quý giá trong

suốt khóa học

Em xin được gửi lời cảm ơn đến gia đình và bạn bè đã luôn chia sẻ, ủng hộ và

động viên em trong suốt thời gian qua

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn Hội đồng khoa học đã giúp em bảo vệ

thành công luận văn này

Em rất tâm huyết với đề tài và đã cố gắng, nỗ lực để hoàn thành khóa luận tốt

nghiệp này nhưng không tránh khỏi còn nhiều thiếu sót Em rất mong nhận được sự

giúp đỡ và góp ý của các thầy cô để luận văn của em được hoàn thiện hơn

Em xin trân trọng cảm ơn!

Học viên cao học

Trần Thị Huyền Trang

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 3

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 6

1.1 Tổng quan hoạt động nuôi gà 6

1.1.1 Tổng quan về ngành nuôi gà trên thế giới 6

1.1.2 Tổng quan về ngành nuôi gà tại Việt Nam 8

1.1.3 Nguồn và lượng chất thải phát sinh từ nuôi gà 12

1.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến tình trạng phân gà 17

1.1.5 Ảnh hưởng của chất thải nuôi gà đến môi trường và con người và các giải pháp xử lý, tận dụng 18

1.2 Tổng quan về phân tích dòng vật chất (MFA) 22

1.2.1 Khái niệm về MFA 22

1.2.2 Mục tiêu và nội dung về MFA 24

1.2.3 Quá trình thực hiện MFA 25

1.2.4 Ứng dụng của MFA 26

1.2.5 Hạn chế của MFA 27

1.2.6 Một số nghiên cứu áp dụng MFA trên thế giới và ở Việt Nam 28

1.3 Phân tích dòng vật chất với phần mềm STAN 30

1.3.1 Giới thiệu về STAN 30

1.3.2 Mô hình hóa hệ thống 31

1.3.3 Nhập dữ liệu, tính toán và hiển thị kết quả 33

CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 36

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 36

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 36

2.2 Phương pháp nghiên cứu 36

2.2.1 Phương pháp tổng quan, phân tích tài liệu 36

2.2.2 Phương pháp điều tra, phỏng vấn, khảo sát thực địa 36

2.2.3 Lấy mẫu và bảo quản mẫu 37

2.2.4 Phương pháp phân tích mẫu 39

2.2.5 Phương pháp xử lý số liệu 39

2.2.6 Phương pháp phân tích dòng vật chất MFA 40

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 42

3.1 Hiện trạng hoạt động nuôi gà tại xã Đỗ Động 42

3.1.1 Quy mô chăn nuôi 42

3.1.2 Đánh giá các nguồn thải từ hoạt động chăn nuôi 51

3.2 Kết quả phân tích định tính dòng vật chất 52

3.3 Kết quả phân tích định lượng MFA với phốt pho 54

3.4 Đánh giá tiềm năng thu hồi và đề xuất giải pháp thu hồi tài nguyên 61

Kết luận 65

Kiến nghị 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO 66

Tài liệu trong nước 66

Tài liệu nước ngoài 66

Tài liệu trên internet 69

PHỤ LỤC 70

Phụ lục 01 71

Phụ lục 02 74

Phụ lục 03 77

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Cơ cấu nuôi gà theo vùng miền của Việt Nam 9

Bảng 1.2 Sự gia tăng số lượng các loại gà qua các năm 10

Bảng 1.3 Ước tính khối lượng chất thải chăn nuôi phát sinh 12

Bảng 1.4 Lượng phân thải trên đầu gà 13

Bảng 1.5 Thành phần một số nguyên tố đa lượng trong phân gà khô 14

Bảng 1.6 Thành phần một số nguyên tố đa lượng trong phân gà tươi 14

Bảng 1.7 Thành phần một số nguyên tố vi lượng có trong phân gà 14

Bảng 2.1 Danh sách các trang trại chăn nuôi tiến hành phỏng vấn 37

Bảng 2.2 Danh sách các mẫu phân tích 38

Bảng 2.3 Các thông số cần khảo sát, đo đạc, tính toán trong nghiên cứu 41

Bảng 3.1 Cơ cấu đàn gia cầm xã Đỗ Động 42

Bảng 3.2 Thông tin điều tra về hoạt động nuôi gà ở các hộ nuôi gà khảo sát 44

Bảng 3.3 Thông tin khảo sát về thành phần dinh dưỡng trong thức ăn của gà 45

Bảng 3.4 Thành phần Phốt pho trong nước uống của gà 48

Bảng 3.5 Thành phần hóa học đặc trưng của vỏ trấu 48

Bảng 3.6 Thành phần nguyên tố hóa học của vỏ trấu 49

Bảng 3.7 Các dòng phốt pho (P) trong sơ đồ MFA của hoạt động nuôi gà 53

Bảng 3.8 Hàm lượng phốt pho (P) đầu vào trong hoạt động nuôi gà 55

Bảng 3.9.Kết quả phân tích hàm lượng phốt pho (P) trong chất thải rắn 56

từ hoạt động nuôi gà 56

Bảng 3.10 Hàm lượng P đầu ra trong phân thải nuôi gà theo số liệu phân tích 56

và theo lý thuyết 56

Bảng 3.11 Hàm lượng phốt pho trong chất thải rắn từ hoạt động nuôi gà tại xã Đỗ Động 61

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Số lượng gà trên thế giới từ năm 2010 đến năm 201 7

Hình 1.2 Số gà theo quốc gia trên toàn thế giới năm 2018 7

Hình 1.3 Giao diện bên ngoài của phần mềm STAN 31

Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý phân tích dòng vật chất 31

Hình 1.5 MFA được hệ thống hóa trên STAN 32

Hình 1.6 MFA sau khi nhập số liệu 33

Hình 1.7 Bảng hiển thị kết quả tính toán MFA 34

Hình 3.1 Trại gà của chị Nguyễn Thị Thu (thôn Cự Thôn, xã Đỗ Động) 43

(Chụp ngày 7/12/2019) 43

Hình 3.2 Trại gà của chị Nguyễn Thị Loan (thôn Tam Đa, xã Đỗ Động) 43

(Chụp ngày 7/12/2019) 43

Hình 3.3 Trại gà của chị Phạm Thị Tâm (thôn Động Giã, xã Đỗ Động) 44

(Chụp ngày 7/12/2019) 44

Hình 3.4 Quy trình nuôi gà của 3 cơ sở khảo sát 51

Hình 3.5 Sơ đồ tổng quát các dòng đầu vào và đầu ra liên quan đến hoạt động 52

nuôi g 52

Hình 3.7 Hàm lượng phốt pho vào, ra, thất thoát trong hoạt động nuôi gà tại CS01 (theo số liệu phân tích) 58

Hình 3.8 Hàm lượng phốt pho vào, ra, thất thoát trong hoạt động nuôi gà tại CS01 (theo số liệu lý thuyết) 58

Hình 3.9 Hàm lượng phốt pho vào, ra, thất thoát trong hoạt động nuôi gà tại CS02 (theo số liệu phân tích) 59

Hình 3.10 Hàm lượng phốt pho vào, ra, thất thoát trong hoạt động nuôi gà tại CS02 (theo số liệu lý thuyết) 59

Hình 3.11 Hàm lượng phốt pho vào, ra, thất thoát trong hoạt động nuôi gà tại CS03 (theo số liệu phân tích) 60

Hình 3.12 Hàm lượng phốt pho vào, ra, thất thoát trong hoạt động nuôi gà tại CS03 (theo số liệu lý thuyết) 60

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT Tên viết tắt Tên tiếng việt Tên tiếng anh

KTMT Kỹ thuật môi trường

HPAI Cúm gia cầm có khả năng gây bệnh

cao

Highly Pathogenic Avian Influenza

MFA Phân tích dòng vật chất Material Flow Analysis

NN & PTNT Nông nghiệp và phát triển nông thôn

Nnk Nhiều người khác

QCVN Quy chuẩn Việt Nam

PE Túi nhựa mỏng, dẻo, nhẹ

SNN & PTNT Sở Nông nghiệp và Phát triển nông

thôn SFA Phân tích dòng chất Substance flow analysis

STNMT Sở Tài nguyên và Môi trường

VAC Vườn – Ao – Chuồng

in Vietnam

MỞ ĐẦU

Theo số liệu điều tra chăn nuôi của Tổng cục Thống kê, 2018 tổng đàn gà của Việt Nam năm 2018 có hơn 316 triệu con, tăng 14,96 % so với năm 2017 Trong đó, đàn gà thịt có mức tăng tốt hơn so với gà lấy trứng (mức tăng của gà lấy thịt là 6,9%, còn lại là gà lấy trứng 5,0%) Xét về thị phần, gà lấy thịt hiện đang chiếm 77,5% tổng đàn gà trên cả nước

Trong cơ cấu nuôi gà của Việt Nam, khu vực miền Bắc (gồm các tỉnh từ Bắc Trung Bộ trở ra) chiếm tỷ trọng lớn hơn so với khu vực miền Nam (từ Duyên hải Nam trung bộ trở vào), chiếm tới 61,54% tổng đàn gà của cả nước Đồng bằng sông Hồng và Trung du miền núi phía Bắc là 2 khu vực có tổng đàn gà lớn nhất trong năm 2018

Với tốc độ phát triển của ngành nuôi gà hiện nay, theo tính toán dựa trên cơ

sở khoa học sinh lý vật nuôi và số liệu thống kê có thể thấy, lượng phát thải chất thải tăng tỷ lệ thuận với tốc độ tăng trưởng quy mô, theo tính toán của Vụ Khoa học Công nghệ và Môi trường (Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, 2018) ước tính mức thải trung bình của một con gà thải ra khoảng 3,6 – 5,0 kg phân/tháng hay 43,2 – 60 kg/năm, với tổng đàn vật nuôi trong cả nước riêng lượng phân phát thải trung bình đã hơn 63,2 triệu tấn mỗi nămbao gồm lượng chất rắn (phân, chất độn chuồng, các loại thức ăn thừa rơi vãi), ngoài ra là lượng chất thải lỏng (nước tiểu, nước rửa chuồng, )

Tại Hội thảo Quản lý, bảo vệ môi trường chăn nuôi và chất thải chăn nuôi thực trạng và giải pháp do Ủy ban Khoa học công nghệ và môi trường Quốc hội tổ chức (tháng 3/2018), đại diện Tổng cục trưởng Tổng cục môi trường cho biết, theo thống

kê có trên 80 triệu tấn chất thải từ hoạt động chăn nuôi, gấp nhiều lần so với lượng rác thải sinh hoạt hàng năm (khoảng 23 triệu tấn), trong đó phần không nhỏ là từ chất thải của chăn nuôi gia cầm Đáng lưu ý là chỉ có 60 % chất thải từ quá trình chăn nuôi được xử lý, tuy nhiên không đạt chuẩn cho phép Đây cũng chính là nguyên nhân khiến môi trường nước, đất, không khí xung quanh vùng chăn nuôi đang bị ô nhiễm nghiêm trọng

Phân tích dòng vật chất (MFA) là phương pháp luận dùng để định lượng các dòng vào và dòng ra cũng như cân bằng một chất/thành phần nào đó trong một quá trình/hoạt động ở các qui mô khác nhau Việc áp dụng MFA góp phần làm rõ cơ hội cải thiện môi trường liên quan đến một thành phần chất thải/vật liệu bằng cách xác định các dòng chính liên quan ở đầu vào và ra trong hệ thống/hoạt động sản xuất và đưa ra các giải pháp tận dụng hiệu quả Đối tượng của MFA là một chất/thành phần hay vật liệu cụ thể trong phạm vi (biên) hay trong suốt vòng đời

Ở Việt Nam hiện cũng đã có nhiều nghiên cứu xử lý phân gia cầm, trong đó

có phân gà là chủ yếu bằng phương pháp ủ (ủ khô, ủ ướt hoặc kết hợp trộn hoặc không trộn chế phẩm sinh học), kết quả cho thấy hàm lượng chất khô, protein, canxi phốt pho trong phân sau ủ đều tăng và thu được hiệu quả kinh tế, vừa góp phần nâng cao giá trị của sản phẩm, vừa có tác dụng chống ô nhiễm môi trường Tuy nhiên, việc áp dụng cách tiếp cận theo phân tích dòng vật chất chưa được nghiên cứu đầy đủ nên việc tận dụng hiệu quả các dòng nguyên liệu và chất thải còn hạn chế

Từ những lý do trên, đề tài “Phân tích dòng vật chất áp dụng trong hoạt động nuôi gà tại xã Đỗ Động, Thanh Oai, Hà Nội và đề xuất thu hồi tài nguyên trong dòng thải” đã được tiến hành

Mục tiêu của nghiên cứu:

1 Đánh giá được các dòng thải liên quan đến hoạt động nuôi gà tại địa bàn

xã Đỗ Động, huyện Thanh Oai, Hà Nội

2 Đánh giá được tiềm năng thu hồi và đề xuất giải pháp thu hồi tài nguyên trong dòng thải của hoạt động nuôi gà tại địa bàn xã Đỗ Động, huyện Thanh Oai, Hà Nội

Nội dung nghiên cứu gồm:

1 Đánh giá hiện trạng chăn nuôi và các nguồn thải từ hoạt động nuôi gà tại xã

Đỗ Động, huyện Thanh Oai, Hà Nội

2 Áp dụng phân tích dòng vật chất (MFA) trong phân tích các dòng nguyên vật liệu, chất thải từ hoạt động nuôi gà tại địa bàn nghiên cứu

- Phân tích định tính dòng vật chất

- Phân tích định lượng dòng vật chất đối với phốt pho

3 Đánh giá tiềm năng thu hồi và đề xuất giải pháp thu hồi, tận dụng một số thành phần có giá trị trong các dòng thải từ hoạt động nuôi gà

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan hoạt động nuôi gà

1.1.1 Tổng quan về ngành nuôi gà trên thế giới

Gà là loài phổ biến nhất trong tất cả các loài vật nuôi, hoạt động này hầu như có

ở mọi nơi có con người sinh sống Do doanh thu quay vòng nhanh và là nguồn cung cấp thực phẩm quan trọng, nuôi gà đã và đang được nhiều nước đầu tư, sản xuất hiệu quả Theo FAO năm 2018, số lượng gà trên thế giới là hơn 23 tỷ con, tăng gần 3% so với năm 2017, trong khi tốc độ gia tăng về số lượng vật nuôi hàng năm của thế giới thường chỉ đạt trên dưới 1%/ năm

Đa số gia cầm được nuôi theo hình thức chăn nuôi công nghiệp bằng kỹ thuật thâm canh Theo Viện Worldwatch năm 2014 thì 74% số thịt gia cầm và 68%

số trứng được sản xuất theo phương thức này Ngoài ra còn có cách nuôi gà thả vườn Sự đối lập giữa hai phương pháp nuôi gà nêu trên đã dẫn đến một số vấn đề

về hiệu quả và tác động môi trường khác nhau Đối với hình thức thâm canh sẽ tiết kiệm đất đai và thức ăn nhờ tăng năng suất, động vật được chăm sóc với hệ thống thiết bị hiện đại được kiểm soát Tuy nhiên, nuôi thâm canh cũng gây hại cho môi trường, gây nên các nguy cơ đối với sức khỏe con người cao hơn

 Tình hình chăn nuôi gà

Ngày nay, ngành nuôi gà đang dần được công nghiệp hóa với quy mô tăng dần Các nước có tổng đàn gà lớn như: Trung Quốc, Indonesia, Hoa Kỳ, Brazil, Canada, Iran, Ấn Độ, Anh,…Nhìn chung, các nước tiên tiến đều phát triển nuôi gà theo hình thức công nghiệp và đạt trình độ chuyên môn cao Trong giai đoạn 2010 -

2018, số lượng gà trên thế giới có sự gia tăng nhanh chóng (xem Hình 1.1 và 1.2)

Ngành chăn nuôi toàn cầu được đánh giá vừa là tác nhân gây ô nhiễm môi trường vừa là đối tượng chịu hậu quả của ô nhiễm môi trường do chính ngành này gây ra Theo các nhà khoa học, hành tinh con người đang sống không khác gì một trang trại khổng lồ vì 40% diện tích bề mặt trái đất được sử dụng để sản xuất thực phẩm cho con người Ước tính ngành chăn nuôi phát thải khoảng 15% tổng lượng phát thải khí nhà kính của con người, gần như tương đương với lượng khí thải trực tiếp từ giao thông vận tải

1.1.2 Tổng quan về ngành nuôi gà tại Việt Nam

Theo thống kê của Bộ NN&PTNT năm 2018 về chăn nuôi, cả nước hiện có khoảng 12 triệu hộ gia đình có hoạt động chăn nuôi và 23.500 trang trại chăn nuôi tập trung Trong đó, phổ biến ở nước ta là chăn nuôi lợn (khoảng 4 triệu hộ) và gia cầm (gần 8 triệu hộ), với tổng đàn khoảng hơn 408 triệu con gia cầm, 28 triệu con lợn và 8 triệu con gia súc Tổng đàn gia cầm trong 3 năm nay với tốc độ tăng trưởng trung bình là 6,33%, trong đó đàn gà tăng trưởng 6,93% (gà thịt tăng 7,24%; gà đẻ tăng 5,88%)

 Cơ cấu nuôi gà tại Việt Nam

Trong cơ cấu nuôi gà của Việt Nam, khu vực miền Bắc (gồm các tỉnh từ Bắc Trung Bộ trở ra) chiếm tỷ trọng lớn hơn so với khu vực miền Nam (từ Duyên hải Nam trung bộ trở vào), chiếm tới 61,54% tổng đàn gà của cả nước Đồng bằng sông Hồng và Trung du miền núi phía Bắc là 2 khu vực có tổng đàn gà lớn nhất trong cả nước với số lượng gà lần lượt là 77,916 và 75,434 triệu con chiếm 24,6 % và 23,81% (năm 2018) Vùng có số lượng gà ít nhất là Tây Nguyên với 17,365 triệu con chiếm

5,47% Tốc độ tăng trưởng số lượng gà của các vùng miền trong cả nước được thể hiện chi tiết ở Bảng 1.1 sau:

Bảng 1.1 Cơ cấu nuôi gà theo vùng miền của Việt Nam

STT Vùng miền

Năm

2016 (triệu con)

Năm 2017 (triệu con)

Năm 2018 (triệu con)

So sánh (%)

2017 với

2016

So sánh (%)

 Quy mô nuôi gà tại Việt Nam

Những năm qua, quy mô chăn nuôi gia cầm nói chung và nuôi gà đã có những phát triển nhảy vọt Từ chăn nuôi phân tán, quy mô nhỏ, tự phát, dần dần chuyển thành chăn nuôi tập trung với quy mô lớn hơn; năng suất và chất lượng sản phẩm ngày càng tăng, cho lợi nhuận càng nhiều; số gia cầm tăng bình quân mỗi năm trên 7%

Đến nay, có thể nói đã có nhiều thay đổi về phương thức nuôi, chất lượng con giống và sản phẩm, góp phần chuyển dịch cơ cấu trong nông nghiệp một cách hợp lý hơn Nhiều tiến bộ kỹ thuật được áp dụng vào sản xuất đạt hiệu quả đáng ghi nhận Nhiều doanh nghiệp đầu tư vào lĩnh vực này một cách bài bản, cùng những giải pháp

căn cơ, đã có những sản phẩm gia cầm có lợi thế, có tính cạnh tranh, tham gia xuất khẩu đi một số nước

Hình thức trang trại chăn nuôi chiếm tỷ trọng cao trong tổng số lượng trang trại nông nghiệp cả nước, và hiện tỷ trọng này đang có chiều hướng tăng lên Năm

2018 có 9.026 trang trại chăn nuôi (bằng 38,72% tổng số trang trại nông nghiệp), 2 vùng đồng bằng sông Hồng và Đông Nam bộ có nhiều trang trại nhất (tương ứng có 3.709 và 2.204 trang trại) (Theo số liệu của Tổng cục Thống kê, 2018) Hệ thống chăn nuôi thường có quy mô nhỏ, mức độ vệ sinh an toàn thực phẩm thấp đang cung cấp ra thị trường gần 70% sản phẩm thịt Trong khi đó, chăn nuôi thương mại quy mô lớn, công nghệ hiện đại, an toàn thực phẩm cao chỉ mới cung cấp trên 15% lượng thịt cho tiêu dùng

Theo số liệu từ Tổng cục Thống kê năm 2018, trong số lượng gà nuôi lấy thịt thì gà trắng (gà công nghiệp) có hơn 64 triệu con và chiếm 24,41% trong tổng đàn

gà thịt năm 2018 Do việc nuôi gà trắng tại Việt Nam hiện tập trung vào tay các công ty lớn nên không có sự thay đổi nhiều về cung cầu, cơ bản đã tương đối cân bằng, quy mô chăn nuôi được mở rộng Trong khi đó, đàn gà màu chủ yếu là các nông hộ chăn nuôi thì năm 2018 vẫn mở rộng đàn tới 9,48% tương đương với 21,6 triệu con, đạt hơn 181 triệu con Dưới đây là bảng thể hiện sự gia tăng số lượng các loại gà trong 3 năm từ 2016 đến 2018

Bảng 1.2 Sự gia tăng số lượng các loại gà qua các năm

STT Phân loại

Năm

2016 (triệu con)

Năm

2017 (triệu con)

Năm

2018 (triệu con)

So sánh (%) năm

2017 với

2016

So sánh (%) năm

2017 với

2018

1 Tổng số 259,092 275,662 316,916 106,39 114,96

2 Gà thịt

Gà công nghiệp 48,872 53,745 64,197 109,97 119,44

Gà đàn màu 151,297 160,104 181,717 105,82 113,499

3 Gà đẻ

trứng

Gà công nghiệp 22,525 24,821 30,767 110,193 123,95

Gà đàn màu 36,197 37,093 40,235 102,47 108,47

(Nguồn: Tổng cục Thống kê, 2018)

Số liệu của Tổng cục Thống kê năm 2018 cho thấy, tổng đàn gà nuôi lấy trứng của Việt Nam có hơn 70,9 triệu con, tăng 14,7% so với năm 2017, tương đương với 9,1 triệu con Tăng gấp 2,67 lần so với mức độ tăng trưởng từ năm 2016 đến 2017, đây là dấu hiệu tốt cho sự phát triển ngành chăn nuôi

Trong đó 10 tỉnh có đàn gà lấy trứng lớn nhất cả nước năm 2018 đó là: Hà Nội, Tiền Giang, Nghệ An, Đồng Nai, Vĩnh Phúc, Thái Nguyên, Bình Dương, Thái Bình, Phú Thọ, Đăk Lăk

 Kỹ thuật nuôi gà

Chăn nuôi gia cầm đã tiếp thu nhanh những tiến bộ khoa học công nghệ tiên tiến cả về con giống và trang thiết bị, đã coi khoa học công nghệ là động lực phát triển, là lực lượng sản xuất quan trọng, và đã có được những bước đột phá trong khoa học công nghệ để cho ra những sản phẩm có chất lượng và giá trị cao có tính cạnh tranh trên thị trường

Việt Nam đã cơ bản làm chủ được công nghệ sản xuất con giống bố mẹ trong nước, đồng thời chọn lọc tạo ra được một số dòng có năng suất và chất lượng cao cho nên các giống gia cầm phát huy mạnh trong sản xuất đã trở thành nguồn thu nhập lớn cho người chăn nuôi

Tuy nhiên ngành chăn nuôi gia cầm nói chung và chăn nôi gà nói riêng hiện nay vẫn tồn tại một số bất cập như chưa có hệ thống đồng bộ quản lý nhà nước về vật nuôi từ trung ương đến địa phương Năng suất chất lượng con giống trong sản xuất chăn nuôi hiện nay còn hạn chế Chất lượng giống của một số cơ sở giống không đảm bảo chất lượng Việc đầu tư nghiên cứu, chọn tạo đàn giống gia cầm chất lượng cao còn quá ít, trong khi phải cạnh tranh mạnh với giống nhập lậu; người chăn nuôi lại luôn trong tình trạng thiếu vốn, thiếu đất đai để phát triển sản xuất Ngoài ra, công tác dự báo, thông tin thị trường thiếu, không cập nhật và khó tiếp cận

1.1.3 Nguồn và lượng chất thải phát sinh từ nuôi gà

Chăn nuôi được xác định là một trong những ngành sản xuất tạo ra một lượng chất thải nhiều nhất ra môi trường Chất thải chăn nuôi bao gồm các chất ở tất cả các dạng rắn, lỏng hay khí phát sinh trong quá trình chăn nuôi, lưu trữ, chế biến hay

sử dụng chất thải Ước tính khối lượng chất thải chăn nuôi phát sinh được thể hiện trong bảng dưới đây

Bảng 1.3 Ước tính khối lượng chất thải chăn nuôi phát sinh

(Nguồn: Công ty CP KTMT Đại Việt, 2018)

Theo số liệu từ bảng trên cho thấy lượng chất thải từ hoạt động nuôi gà là rất cao, cao nhất trong các ngành chăn nuôi, chiếm khoảng 38,51% tổng lượng chất thải rắn từ hoạt động chăn nuôi

Các chất thải nuôi gà được phát sinh chủ yếu từ:

- Chất thải của bản thân gia súc, gia cầm như phân, nước tiểu, lòng và các phủ tạng loại thải của gà

- Nước thải từ quá trình rửa chuồng hay rửa dụng cụ và thiết bị chăn nuôi, nước làm mát hay từ các hệ thống dịch vụ chăn nuôi…

- Thức ăn thừa, các vật dụng chăn nuôi, thú y bị loại ra trong quá trình chăn nuôi

- Bệnh phẩm thú y, xác gà chết

- Bùn lắng từ các mương dẫn, hố chứa hay lưu trữ và chế biến hay xử lý chất thải Chất thải chăn nuôi chứa nhiều thành phần có khả năng gây ô nhiễm môi trường, làm ảnh hưởng đến sự sinh trưởng, phát triển của gia súc, gia cầm và sức khỏe của con người Vì vậy, việc hiểu rõ thành phần và các tính chất của chất thải chăn nuôi nhằm có biện pháp quản lý và xử lý thích hợp, khống chế ô nhiễm, tận dụng nguồn chất thải giàu hữu cơ vào mục đích kinh tế là một việc làm cần thiết

Thành phần chất thải nuôi gà:

 Phân

Phân là sản phẩm loại thải của quá trình tiêu hoá của gia súc, gia cầm bị bài tiết ra ngoài qua đường tiêu hóa Chính vì vậy phân gà là sản phẩm dinh dưỡng tốt cho cây trồng hay các loại sinh vật khác như cá, giun… Do thành phần giàu chất hữu

cơ của phân nên chúng rất dễ bị phân hủy thành các sản phẩm độc, khi phát tán vào môi trường có thể gây ô nhiễm cho vật nuôi, cho con người và các sinh vật khác Lượng phân thải ra ở gà hàng ngày được trình bày trong bảng sau:

Bảng 1.4 Lượng phân thải trên đầu gà

STT Loại gà Phân tươi (kg/ngày) Tổng chất rắn

(% tươi)

(Nguồn: New Zealand Ministry of Agriculture & Fisheries EPP603:1985)

Thành phần hóa học của phân gà phụ thuộc vào điều kiện dinh dưỡng, lứa tuổi và tình trạng sức khỏe Thành phần nguyên tố vi lượng thay đổi phụ thuộc vào lượng thức ăn và loại thức ăn: Bo= 5 – 7 ppm, Mn = 30 - 75 ppm, Co = 0,2 - 0,5

ppm, Zn = 20 - 45 ppm, Mo = 0,8 - 1 ppm Thành phần một số nguyên tố đa lượng

và vi lượng có trong phân gà được trình bày trong bảng dưới đây

Bảng 1.5 Thành phần một số nguyên tố đa lượng trong phân gà khô

(Nguồn: Mona S Zayed và nnk, 2013)

Bảng 1.6 Thành phần một số nguyên tố đa lượng trong phân gà tươi

- Các chất vô cơ bao gồm các hợp chất khoáng (đa lượng, vi lượng)

- Nước: là thành phần chiếm tỷ trọng lớn nhất, chiếm 50 – 65 % khối lượng của phân Do hàm lượng nước cao, giàu chất hữu cơ cho nên phân là môi trường tốt cho các vi sinh vật phát triển nhanh chóng và phân hủy các chất hữu cơ tạo nên các sản phẩm có thể gây độc/nguy hại cho môi trường

- Dư lượng của thức ăn bổ sung cho gia súc, gồm các thuốc kích thích tăng trưởng, các hormone hay dư lượng kháng sinh…

- Các men tiêu hóa của bản thân gia súc, chủ yếu là các men tiêu hóa sau khi

sử dụng bị mất hoạt tính và được thải ra ngoài…

- Các mô và chất nhờn tróc ra từ niêm mạc đường tiêu hoá

- Các thành phần tạp từ môi trường thâm nhập vào thức ăn trong quá trình chế biến thức ăn hay quá trình nuôi dưỡng gia súc (nước, cát, bụi,…)

- Các yếu tố gây bệnh như các vi khuẩn hay ký sinh trùng bị nhiễm trong đường tiêu hoá gia súc hay trong thức ăn

 Nước thải

Nước thải chăn nuôi là hỗn hợp bao gồm cả nước tiểu, nước rửa chuồng Nước thải chăn nuôi còn có thể chứa một phần hay toàn bộ lượng phân được gia súc, gia cầm thải ra Nước thải là dạng chất thải chiếm khối lượng lớn nhất trong chăn nuôi

Thành phần của nước thải chăn nuôi nói chung và chăn nuôi gia cầm (gà) nói riêng là rất phức tạp, bao gồm các chất rắn ở dạng lơ lửng, các chất hòa tan hữu cơ hay vô cơ, trong đó nhiều nhất là các hợp chất chứa nitơ và phốt pho Nước thải chăn nuôi còn chứa rất nhiều vi sinh vật, ký sinh trùng, nấm, nấm men và các yếu tố gây bệnh sinh học khác Do ở dạng lỏng và giàu chất hữu cơ nên khả năng bị phân hủy vi sinh vật rất cao Chúng có thể tạo ra các sản phẩm có khả năng gây ô nhiễm cho cả môi trường đất, nước và không khí

Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải phụ thuộc vào thành phần của phân, nước tiểu gia súc, gia cầm, lượng thức ăn rơi vãi, mức độ và phương thức thu gom (số lần thu gom, vệ sinh chuồng trại và có hốt phân hay không hốt phân trước khi rửa chuồng), lượng nước sử dụng để tắm cho gia súc và vệ sinh chuồng trại…

hộ gia đình vứt xác chết vật nuôi bị chết do bị dịch ra hồ ao, cống rãnh, kênh mương… đây là nguồn phát tán dịch bệnh rất nguy hiểm

 Thức ăn thừa, ổ lót chuồng và các chất thải khác

Trong các chuồng trại chăn nuôi, người chăn nuôi thường dùng rơm, rạ, trấu hay các chất độn khác,… để lót chuồng Sau một thời gian sử dụng, những vật liệu này sẽ được thải bỏ đi Loại chất thải này tuy chiếm khối lượng không lớn, nhưng chúng cũng là một nguồn gây ô nhiễm quan trọng, do phân, nước tiểu các mầm bệnh

có thể bám theo chúng Vì vậy, chúng cũng phải được thu gom và xử lý hợp vệ sinh, không được vứt bỏ ngoài môi trường tạo điều kiện cho chất thải và mầm bệnh phát tán vào môi trường

Ngoài ra, thức ăn thừa, thức ăn bị rơi vãi cũng là nguồn gây ô nhiễm, vì thức

ăn chứa nhiều chất dinh dưỡng dễ bị phân hủy trong môi trường tự nhiên Khi chúng

bị phân hủy sẽ tạo ra các chất gây mùi hôi và gây ô nhiễm môi trường xung quanh, ảnh hưởng đến sự sinh trưởng, phát triển của đàn gà và sức khỏe con người

 Vật dụng chăn nuôi, bệnh phẩm thú y

Các vật dụng chăn nuôi hay thú y bị loại bỏ như bao bì, kim tiêm, chai lọ đựng thứa ăn, thuốc thú y,… cũng là một nguồn quan trọng dễ gây ô nhiễm môi trường Đặc biệt các bệnh phẩm thú y, thuốc khử trùng, bao bì đựng thuốc có thể xếp vào các chất thải nguy hại cần phải có biện pháp xử lý như chất thải nguy hại

 Khí thải

Ngoài chất thải (phân gà) thành phần ô nhiễm khác là mùi hôi từ chuồng nuôi Mùi hôi phát sinh do thức ăn thừa, phân gà, mùi cơ thể gà,… Các thành phần khí chính phát sinh gồm amoniac, hydro, skalote, thiophenol, mercaptan, thiocresol,… Trong đó khí amoniac gây mùi khó chịu kể cả ở nồng độ thấp Ở hàm lượng khí NH3

cao trong chuồng nuôi sẽ gây giảm thiểu năng suất gia cầm một cách đáng kể Theo nghiên cứu, hàm lượng NH3 ở mức ≥ 25ppm sẽ gây ảnh hưởng đến sức đề kháng cơ thể và gây kích ứng mắt, nặng hơn, có thể gây viêm túi khí, nhiễm siêu vi khuẩn (Tạp

chí Chăn nuôi Việt Nam, 2019)

Ở những khu vực chăn nuôi có chuồng trại thông thoáng kém thường dễ tạo

ra các khí độc ảnh hưởng trực tiếp, gây các bệnh nghề nghiệp cho lao động, công nhân chăn nuôi và ảnh hưởng tới sức khỏe của người dân khu vực xung quanh Trừ

khi chất thải chăn nuôi được thu gom sớm, lưu trữ và xử lý hợp quy cách, ở điều kiện bình thường, các chất bài tiết từ gia súc, gia cầm như phân và nước tiểu nhanh chóng

bị phân giải tạo ra hàng loạt chất khí có khả năng gây độc cho người và vật nuôi nhất

là các bệnh về đường hô hấp, bệnh về mắt, tổn thương các niêm mạc, gây ngạt thở,

và ở trường hợp nặng có thể gây tử vong

1.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến tình trạng phân gà

 Yếu tố dinh dưỡng:

Hàm lượng khoáng K, Na, Mg và Cl trong thức ăn hoặc trong nước uống cao

sẽ gia tăng quá mức lượng nước uống vào ở gà, vì thế lượng nước bài thải theo phân

cũng tăng lên, gây tình trạng phân ướt

 Chất lượng thức ăn:

Thức ăn bị nhiễm nấm mốc sẽ tăng nguy cơ độc tố nấm mốc trong thức ăn chăn nuôi Có nhiều loại độc tố nấm mốc khác nhau, nhưng đặc biệt chú ý đến Aflatoxin và T-2, vì hai độc tố nấm mốc này tác động trực tiếp vào đường tiêu hóa

và gây tình trạng phân ướt trên gà Còn Ochratoxin type A, Citrinin và Oosporin ảnh hưởng đến tiết niệu gây tình trạng gia tăng bài thải qua phân gà

 Nhiễm mầm bệnh:

Rất nhiều bệnh trên gia cầm gây tiêu chảy qua 2 cách: Đầu tiên, mầm bệnh gây kích ứng ruột và gây tiêu chảy Sau khi nhiễm bệnh gà ăn ít và uống nhiều nước hơn, đây cũng là nguyên nhân gây phân ướt

- Nhiễm cầu trùng gây tổn hại đường ruột và tiêu chảy Thuốc trị cầu trùng được bổ sung vào thức ăn sẽ giúp hạn chế được bệnh là nguyên nhân gây tình trạng viêm ruột hoại tử và tiêu chảy

- Bệnh virus như Reovirus và Adenovirus là nguyên nhân gây tiêu chảy đồng thời làm hấp thu dưỡng chất kém, hậu quả là gà bị tiêu chảy

- Tiêu chảy trên do vi khuẩn E.coli và Sprirochaetes Camphylobacter jejuni

Ngoài ra, thời tiết (nhiệt độ và ẩm độ trong chuồng nuôi) là yếu tố chính ảnh hưởng đến chất lượng và tình trạng hỗn hợp phân gà; điều kiện của hệ thống máng uống; mật độ gà nuôi và hỗn hợp chất độn chuồng

1.1.5 Ảnh hưởng của chất thải nuôi gà đến môi trường, con người và các giải pháp xử lý, tận dụng

Ô nhiễm môi trường trong ngành chăn nuôi đang ngày càng trầm trọng khi phần nhiều nông dân không có biện pháp để xử lý chất thải mà xả trực tiếp ra môi trường Nguồn chất thải vượt quá khả năng chịu tải của tự nhiên đã gây ô nhiễm đất đai và nguồn nước đến mức báo động, gây sức ép tới môi trường, đe dọa tác động trực tiếp tới cuộc sống của người dân

 Ảnh hưởng tới con người và động vật nuôi

Ảnh hưởng đầu tiên là sức khỏe của con người và động thực vật nơi có nguồn chất thải chăn nuôi Với những địa điểm này, thường thì thực vật và động vật rất khó sống, không những thế ngay cả con người cũng bị đe dọa Hầu hết những người sống tại đây thường xuyên mắc phải những bệnh như tiêu chảy, đau đầu, ói mữa…, tất cả đều do bị ảnh hưởng bởi mùi hôi thối khó chịu của các chất thải vật nuôi

Trong chất thải chăn nuôi luôn tồn tại một lượng lớn vi sinh vật hoại sinh Nguồn thức ăn của chúng là chất hữu cơ, vi sinh vật hiếu khí sử dụng oxy hòa toan trong nước tạo ra những sản phẩm vô cơ như NO2, NO3, SO3, CO2,… quá trình này xảy ra nhanh không tạo mùi hôi thối Nếu lượng chất hữu cơ quá nhiều vi sinh vật hiếu khí sẽ sử dụng hết lượng oxy hòa tan trong nước làm hoạt động phân hủy của chúng kém, gia tăng quá trình phân hủy yếm khí tạo ra các sản phẩm CH4, H2S, NH3,

H2, … tạo mùi hôi, nước có màu đen và có váng Những sản phẩm này là nguyên nhân làm gia tăng bệnh đường hô hấp, tim mạch ở người và động vật

Bên cạnh đó, đây thường là địa điểm trú ngụ của nhiều loại côn trùng gây nguy hiểm, như ruồi, muỗi, gián, các vi khuẩn gây bệnh…là những loại rất dễ dàng truyền các bệnh nguy hiểm như: sốt xuất huyết, tay chân miệng, hay nguy hiểm hơn là mần móng của các bệnh ung thư, hô hấp…

 Ảnh hưởng đến môi trường xung quanh

Trong những thập kỷ gần đây, phát triển hệ thống chăn nuôi bền vững đã và đang được chú trọng Để tăng lợi nhuận nông dân đã và đang chuyển sang sản xuất trang trại chuyên môn hóa cao Tuy nhiên, các hệ thống chăn nuôi này cũng đã phát

sinh một vấn đề đang rất được quan tâm đó là sự ô nhiễm môi trường Sự ô nhiễm môi trường do các chất thải chăn nuôi đã làm ảnh hưởng trực tiếp tới hệ sinh thái, chuỗi thức ăn và sức khỏe con người Trong quá trình chăn nuôi gia súc và gia cầm, quá trình lưu trữ và sử dụng chất thải tạo nên nhiều chất thải/thành phần độc hại như là: SO2, NH3, CO2, H2S, CH4, NO3- , NO2- , indole, schatole, mecaptan, phenole và

các vi sinh vật có hại như Enterobacteriacea, E.coli, Salmonella, Shigella, Proteus, Klebsiella hay các ký sinh trùng có khả năng lây bệnh cho người Các yếu tố này có

thể làm ô nhiễm khí quyển, nguồn nước, thông qua các quá trình lan truyền độc tố và nguồn gây bệnh hay quá trình sử dụng các sản phẩm chăn nuôi

Chất thải rắn từ chăn nuôi là nguồn gây ô nhiềm rất lớn cho đất, nước và không khí Từ quá trình dự trữ, xử lý làm phân bón cho đồng ruộng, một lượng lớn CO2,

CH4, NH3, được phát tán vào khí quyển gây hiệu ứng nhà kính Chất thải rắn có hàm lượng N và P cao, chúng theo dòng nước xâm nhập vào môi trường đất, nước gây ô nhiễm

Từ các chất thải rắn, như phân khô, vật liệu lót chuồng có thể hình thành nên bụi trong không khí Tác hại của bụi thường kết hợp với các yếu tố khác như vi sinh vật, endotoxin và khí độc Bụi bám vào niêm mạc gây kích ứng cơ giới, gây khó chịu, làm cho vật nuôi mắc hội chứng bệnh hô hấp

Với những chất thải rắn từ chăn nuôi, nếu không được xử lý mà thải thẳng ra cống rãnh sẽ ảnh hưởng rất lớn đến nguồn nước ngầm trong bối cảnh nhiều hộ ở nông thôn vẫn dùng giếng làm nước sinh hoạt chính, ăn uống Từ đó có thể ảnh hưởng đến môi trường nước, đất và cảnh quan

 Các biện pháp quản lý và xử lý chất thải từ nuôi gà

- Các công nghệ truyền thống có tại địa phương được áp dụng để quản lý chất thải chăn nuôi:

Phân gia cầm có xu hướng được sử dụng phổ biến làm phân bón hữu cơ do chứa hàm lượng chất dinh dưỡng, vi lượng cần thiết

Việc quản lý và xử lý chất thải chăn nuôi tốt sẽ hạn chế được ô nhiễm môi trường Chất thải chăn nuôi đặc biệt là phân và nước tiểu, ngay khi thải ra thì khả

năng gây ô nhiễm thấp, khả năng này chỉ tăng khi phân và nước tiểu bị để lâu trong môi trường bên ngoài Do đó để hạn chế khả năng gây ô nhiễm của chất thải cần phải quản lý và xử lý chất thải rắn chăn nuôi ngay từ lúc mới thải ra môi trường

Việc xử lý chất thải chăn nuôi lại càng quan trọng trong điều kiện chăn nuôi chật hẹp, nhất là khi khu vực chăn nuôi còn nằm trong khu dân cư cũng như trong cùng một khuôn viên có con người sinh sống Áp dụng các biện pháp kỹ thuật như: Khí sinh học, đệm lót sinh học, xử lý vật lý, phương pháp ủ vi sinh, hệ thống VAC, thu hồi tài nguyên trong dòng thải,… vừa làm giảm sự ô nhiễm đối với môi trường, vừa thu được một lượng lớn nguồn tài nguyên phục vụ trong nông nghiệp Tuy nhiên, một tỷ lệ nhỏ chăn nuôi trang trại và chăn nuôi hộ gia đình đã sử dụng phân cho việc chăn nuôi cá

Khí sinh học:

Ngày nay khí sinh học là công nghệ phổ biến nhất ở các khu vực nông thôn, giúp giảm thiểu các vấn đề môi trường do chất thải chăn nuôi và chuyển đổi chất thải thành năng lượng để sử dụng Trong thực tế, hầm khí sinh học đã được sử dụng tại Việt Nam trong nhiều thập kỷ, nhưng trong mười năm qua, công nghệ phát triển mạnh hơn nhờ vào chương trình hỗ trợ tài chính của chính phủ cung cấp ưu đãi cho nhiều nông dân áp dụng công nghệ này

Đệm lót sinh học để giảm bớt ô nhiễm môi trường:

Đây là một công nghệ tiên tiến sử dụng vật liệu hữu cơ để hấp thụ chất thải lỏng và dùng vi khuẩn để lên men phân nhằm giảm bớt mùi hôi và ô nhiễm Vật liệu thường được sử dụng làm đệm lót sinh học trong chăn nuôi lợn và gia cầm bao gồm

vỏ trấu, mùn cưa, xơ dừa, và vi khuẩn lên men Ưu điểm của công nghệ này là nông dân không phải làm sạch chuồng trại hằng ngày Điều này giúp giảm sức lao động

và chi phí Theo khảo sát của Bộ NN & PTNT, trong năm 2013 có khoảng 752 trang trại chăn nuôi gia súc và 61.449 hộ chăn nuôi đã sử dụng công nghệ này, chủ yếu trong nuôi gà

Xử lý bằng phương pháp vật lý:

Các phương pháp vật lý thường được dùng để tách chất rắn ra khỏi chất thải

lỏng để xử lý theo các cách khác nhau Chất thải rắn sau khi tách có thể được xử lý bằng phương pháp ủ hay đốt trước khi làm phân bón Đốt chất thải rắn, phương pháp này có độ an toàn vệ sinh dịch bệnh cao nhất, đảm bảo diệt được cả bào tử của vi khuẩn Phương pháp này khá đơn giản chỉ cần đào một hố, lót rơm hay mùn cưa ở dưới đáy Sau đó để xác động vật, phân hay chất thải rắn khác lên, tiếp theo đậy lại bằng gỗ rồi đổ nhiên liệu lên và đốt Tuy nhiên phương pháp này gây ra ô nhiễm môi trường không khí

Xử lý bằng phương pháp ủ (vi sinh vật):

Một trong những phương pháp xử lý phân vật nuôi để bón ruộng 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 đặc biệt là phân gần như không

có mùi hôi nhất là sau khi đã được ủ lâu Cả chất rắn và chất thải rắn sau khi tách khỏi chất thải lỏng đều có thể ủ Phương pháp này dựa trên quá trình phân hủy các chất hữu cơ có trong phân dưới tác dụng của vi sinh vật có trong phân Tính chất và giá trị của phân bón phụ thuộc vào quá trình ủ phân, phương pháp ủ và kiểu ủ Xử lý chất thải hữu cơ bằng phương pháp ủ nhằm cung cấp phân bón cho cây trồng, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm cho con người và hạn chế sự lây lan của một số bệnh hại nguy hiểm

Xử lý, tận dụng phân gà làm phân bón:

Đây là phương pháp được áp dụng trong các ngành công nghiệp như công nghệ thu hồi tài nguyên, vật liệu có giá trị từ chất thải điện tử, hay rác thải, bùn đô thị nhưng chưa được áp dụng rộng rãi trong chăn nuôi nói chung hay nuôi gà nói riêng Tuy vậy, đây là phương pháp mang lại hiệu quả cao, mang lại một nguồn tài nguyên cung cấp cho nông nghiệp và góp phần ngăn ngừa ô nhiễm môi trường trong quá trình phát triển bền vững ở Việt Nam

Trên thực tế ở nhiều nơi phân gà chưa được sử dụng hiệu quả do việc ủ phân chưa đúng kỹ thuật làm mất dinh dưỡng và không khử được hết mùi và mầm bệnh

Ủ phân chủ yếu gồm: đánh đống, đóng bao tại chỗ, rải thêm vôi và phủ bạt để cho phân phân huỷ tự nhiên sau thời gian ngắn sử dụng để bón

Hệ thống (mô hình) Vườn - Ao - Chuồng:

Xây dựng mô hình lồng ghép giữa vườn, ao, chuồng được gọi là hệ thống VAC đã và đang được phát triển tại Việt Nam Hệ thống chăn nuôi, trồng trọt này được các hộ gia đình quản lý Trong hệ thống này, nước ao được sử dụng để tưới cho vườn; bùn ao thường được dọn đi hàng năm và sử dụng làm phân bón cho cây

ăn quả; và phân vật nuôi được sử dụng để bón cho cây trồng và cho cá ăn Hệ thống này chỉ thích hợp cho sản xuất chăn nuôi quy mô nhỏ với một lượng ít chất thải vật nuôi hàng ngày

Nhiều loại công nghệ có sẵn tại địa phương đang được người dân sử dụng Tuy nhiên, mức độ áp dụng và tỷ lệ áp dụng phụ thuộc vào khả năng tài chính, lao động và

kỹ năng của họ, quy mô cơ sở chăn nuôi, mức độ tập trung của vật nuôi, và quan trọng nhất là năng lực thực thi quy định về môi trường của chính quyền địa phương

1.2 Tổng quan về phân tích dòng vật chất (MFA)

1.2.1 Khái niệm về MFA

Phân tích dòng vật chất (Material Flow Analysis viết tắt là MFA) là phương pháp luận ghi lại đường đi của các luồng vật liệu trong một vùng trong một thời kỳ xác định Cũng có thể hiểu cách khác là sự cân bằng vật liệu hay chuyển hóa dòng nguyên liệu (Ayres and Simonis, 1994)

MFA là một đánh giá có hệ thống về dòng di chuyển và khối lượng vật liệu trong hệ thống được xác định theo không gian và thời gian Nó kết nối các nguồn, các con đường, các khâu trung gian của một vật liệu Do định luật bảo toàn vật chất, kết quả của MFA có thể được kiểm soát bằng cân bằng vật chất đơn giản so sánh tất cả các yếu tố đầu vào, nguyên vật liệu và đầu ra của một quy trình Chính đặc điểm đặc biệt này của MFA làm cho phương pháp này trở nên hữu ích như một công

cụ hỗ trợ quyết định trong quản lý tài nguyên, quản lý chất thải và quản lý môi trường (Brunner và Rechberger, 2004)

MFA là công cụ đáng tin cậy để mô tả dòng vật chất trong các quá trình tự nhiên hay trong các quá trình sản xuất Công cụ MFA được áp dụng trong hoạt động quản lý chất thải và quản lý môi trường ở rất nhiều nơi trên thế giới Ở Việt Nam,

MFA được ứng dụng dưới dạng cân bằng vật chất trong các quá trình sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, đặc biệt trong kiểm toán chất thải ở phạm vi nhỏ Phương pháp phân tích dòng vật chất MFA cho phép mô tả các dòng vật chất trong một hệ thống,

ở các phạm vi khác nhau, ví dụ như trong một vùng MFA cho phép thể hiện được mối tương quan liên ngành giữa các quá trình biến đổi vật chất, cho phép phát hiện vấn đề sớm (khi xem xét các kịch bản tương lai) và có thể dùng để dự báo, đánh giá được các biện pháp, phương thức tiếp cận mới Các nghiên cứu và ứng dụng MFA trong lĩnh vực môi trường được thực hiện bởi Wernick và Ausubel, WRI, EUROSTAT MFA thường được áp dụng trong kỹ thuật môi trường để phân tích sự chuyển hóa tài nguyên trong phạm vi đô thị, vùng, quốc gia, theo một vài chỉ số lựa chọn (Phạm Thị Thúy và Vũ Thị Minh Thanh, 2014)

MFA còn được gọi là phân tích dòng chất (Substance Flow Analysis - SFA),

là một phương pháp phân tích để định lượng dòng vật chất, lượng vật liệu hoặc chất trong một hệ thống được xác định và đánh giá vật chất (nước, thực phẩm, chất bài tiết, nước thải ) và các chất (nitơ, phốt pho, carbon ) trong các hệ thống (trang trại, địa phương, thành phố, quốc gia, v.v.) trong một khoảng thời gian xác định MFA là một công cụ quan trọng để nghiên cứu các khía cạnh vật lý, sinh học trong hoạt động của con người trên các quy mô không gian và thời gian khác nhau Nó được coi là một phương pháp cốt lõi của sinh thái công nghiệp hoặc chuyển hóa nhân tạo đô thị,

xã hội và công nghiệp MFA được sử dụng để nghiên cứu các dòng nguyên liệu, chất hoặc sản phẩm trên các lĩnh vực công nghiệp khác nhau hoặc trong các hệ sinh thái

Nguyên tắc của MFA dựa trên luật bảo tồn vật chất; lưu lượng được biểu thị bằng kg/năm hoặc tính bằng kg/đầu gà/năm

Một hệ thống MFA có thể được áp dụng ở các quy mô khác nhau, có thể là

mô hình của một nhà máy công nghiệp, một ngành công nghiệp hoặc một khu vực quan tâm Mức độ chi tiết của mô hình hệ thống được chọn để phù hợp với mục đích nghiên cứu Một hệ thống MFA luôn bao gồm ranh giới hệ thống, một hoặc nhiều quy trình, dòng nguyên liệu giữa các quy trình và trữ lượng vật liệu trong các quy trình Trao đổi vật lý giữa hệ thống và môi trường của nó xảy ra thông qua các dòng

trao đổi qua biên (ranh giới) của hệ thống Trái với quan niệm định sẵn rằng một hệ thống đại diện cho một cài đặt công nghiệp cụ thể, các hệ thống và quy trình trong MFA có thể đại diện cho các thực thể lớn hơn và trừu tượng hơn miễn là chúng được xác định rõ Định nghĩa hệ thống rõ ràng giúp người thực hành xác định vị trí thông tin định lượng có sẵn trong hệ thống, dưới dạng vật liệu trong các quy trình nhất định hoặc dưới dạng dòng di chuyển giữa các quy trình Một mô tả hệ thống MFA có thể được tinh chỉnh bằng cách phân tách các quy trình hoặc đơn giản hóa bằng các quy trình tổng hợp

Đánh giá MFA là đánh giá có tính hệ thống về vòng tuần hoàn các chất và nguyên liệu của các vật liệu trong hệ thống ở không gian và thời gian xác định MFA

là sự kết nối giữa các nguồn phát thải, các quá tình, các điểm trung gian và cuối cùng của vật chất Vì nó dựa trên định luật bảo toàn vật chất nên kết quả của MFA có thể được kiểm soát bởi cân bằng vật chất đơn giản, dựa trên các yếu tố đầu vào và kết quả của một quá trình Đó là đặc trưng riêng biệt của MFA làm cho phương pháp trở thành một công cụ hỗ trợ quyết định trong quản lý nguồn gốc, quản lý chất thải và quản lý môi trường

MFA bắt đầu được nghiên cứu từ những năm 1990 bởi các nhà khoa học của

Áo (Steurer, 1992) và Nhật (Cơ quan môi trường Nhật Bản, 1992) Đến nay, MFA là môt lĩnh vực được nhiều nhà khoa học quan tâm và thực hiện nhiều nghiên cứu, áp dụng trong các lĩnh vực của đời sống

1.2.2 Mục tiêu và nội dung về MFA

 Mục tiêu của MFA:

- Phân định hệ thống dòng nguyên liệu và sản phẩm

- Giảm độ phức tạp của hệ thống trong khi vẫn duy trì cơ sở cho việc ra quyết định

- Đánh giá các dòng có liên quan theo định lượng, kiểm tra cân bằng khối lượng, độ nhạy và độ không đảm bảo

- Sử dụng kết quả làm cơ sở để quản lý tài nguyên, môi trường và chất thải

- Theo dõi sự tích lũy hoặc cạn kiệt tài nguyên trong môi trường và trong tương lai

- Thiết kế quy trình, hệ thống có lợi cho môi trường

 Nội dung MFA:

- Xác định hệ thống

- Xác định mục tiêu, đối tượng đánh giá MFA

- Xác định phạm vi: Không gian, thời gian, chức năng

- Xác định ranh giới hệ thống: Xác định bắt đầu và kết thúc dòng vật chất (đầu vào và đầu ra)

- Phân tích chuỗi quy trình: Xác định các quy trình sử dụng cân bằng vật chất

- Tính toán cân bằng khối lượng để xác định đầu vào và đầu ra

- Mô hình có thể được áp dụng

- Đánh giá: Có thể liên quan đến tiêu chí tác động

1.2.3 Quá trình thực hiện MFA

Việc xây dựng một dòng luân chuyển vật chất bắt đầu bằng sự phân tích hệ thống (system): (Phạm Thị Thúy và Vũ Thị Minh Thanh, 2014)

(i) Các quá trình và tiến trình nào cần được đưa vào hệ thống;

(ii) Đâu là ranh giới hệ thống;

(iii) Khoảng thời gian nào sẽ xem xét phân tích dòng luân chuyển vật chất Trong MFA, các dạng vật chất hay hỗn hợp của vật chất với các chức năng có giá trị đối với dòng luân chuyển của vật chất đó được gọi là “quá trình” (process) Thuật ngữ “dòng vật chất” (flow) biểu thị sự vận chuyển hay tổn thất của các vật chất

và quá trình Hầu hết các dòng luân chuyển vật chất không gây ra thay đổi thành phần của các quá trình, mà chỉ tiêu hao năng lượng trong quá trình luân chuyển vật chất

đó Thuật ngữ “tiêu thụ” (stock) biểu thị năng lượng cần thiết tiêu hao khi luân chuyển vật chất trong một quá trình Trong MFA, mỗi quá trình đều có một tiến trình xuất phát và một tiến trình đến đích Kết quả là mỗi tiến trình được nối với các tiến trình khác bởi các quá trình Một quá trình nào đó đi từ tiến trình A đến tiến trình B, được gọi là “đầu ra” (output) của tiến trình A và là “đầu vào” (input) của tiến trình B Một quá trình nhập được hiểu như là quá trình đi vào hệ thống và quá trình xuất ra là quá trình ra khỏi hệ thống

Phân tích dòng luân chuyển vật chất bao gồm:

(i) Thực hiện phân tích hệ thống bao gồm các quá trình và tiến trình

(ii) Xác định các luồng khối lượng của tất cả các quá trình trên một đơn vị thời gian (iii) Xác định các thành phần luân chuyển vật chất trong các quá trình này

(iv) Tính toán khối lượng và các luồng vật chất

(v) Diễn đạt và trình bày các kết quả

Có nhiều cách để xác định các luồng khối lượng và vật chất như: đánh giá bằng các dữ liệu hiện có, xác định bằng đo đạc ngoài hiện trường, tính toán bằng cân bằng khối lượng trong một tiến trình hay chuỗi tiến trình hay thông qua tổ hợp các phương pháp đó

Các kết quả được trình bày theo cách thích hợp để hình dung các kết luận và

để tạo điều kiện thực hiện các quyết định định hướng mục tiêu Điều quan trọng cần lưu ý là các thủ tục này không được thực hiện theo cách liên tục nghiêm ngặt Các quá trình phải được tối ưu hóa lặp đi lặp lại Các lựa chọn và điều khoản được thực hiện trong quá trình MFA phải được kiểm tra liên tục Nếu cần thiết, chúng phải được điều chỉnh để phù hợp với các mục tiêu của nghiên cứu

Nói chung, để đạt hiệu quả tốt nhất thì cần bắt đầu với các ước tính sơ bộ và

dữ liệu tạm thời, sau đó liên tục tinh chỉnh và cải thiện hệ thống và dữ liệu cho đến khi đạt được sự chắc chắn về chất lượng dữ liệu (Brunner và Rechberger, 2004)

1.2.4 Ứng dụng của MFA

MFA đã và đang được áp dụng rộng rãi trên thế giới, bởi đây là một công cụ hữu dụng và linh hoạt trong quản lý môi trường Mô hình này có khả năng định lượng, dựa trên nên tảng của định luật bảo toàn vật chất, và mô tả trực quan những yếu tố ảnh hưởng đến ô nhiễm môi trường Nhờ đó, nguyên nhân chính gây ô nhiễm môi trường có thể dễ dàng được tìm ra, và giúp các nhà quản lý môi trường có thể có những phương án hữu hiệu nhằm giảm thiểu ô nhiễm

MFA được ứng dụng trong các lĩnh vực dưới đây:

Sinh thái công nghiệp: Nguyên tắc thiết kế IE liên quan đến MFA

- Kiểm soát con đường sử dụng vật liệu và quy trình công nghiệp

- Tạo các vòng tuần hoàn trong sản xuất công nghiệp

- Phi vật chất hóa sản lượng công nghiệp

- Hệ thống hóa các mô hình sử dụng năng lượng

- Cân bằng đầu vào và đầu ra công nghiệp với năng lượng hệ sinh thái tự nhiên

Quản lý kỹ thuật và môi trường

- Báo cáo tác động môi trường

- Thiết kế các chiến lược kiểm soát ô nhiễm không khí

- Quản lý chất dinh dưỡng ở vùng đầu nguồn

- Quy hoạch hệ thống quan trắc đất

- Quản lý bùn thải

Quản lý tài nguyên và chất thải

- Phân tích, lập kế hoạch và phân bố, khai thác và nâng cấp tài nguyên

- Đánh giá hiệu suất quản lý vật liệu trong các cơ sở tái chế/xử lý chất thải

- Thu hồi dòng vật chất trong các hoạt động sản xuất

- Ví dụ: cân bằng vật chất khu vực, phân tích hệ thống vật liệu đơn

Sự trao đổi chất của con người

- Trao đổi chất của nhân loại

- Các quy trình và hàng hóa nguyên liệu chính

Đầu vào: nước, thực phẩm, vật liệu xây dựng và vận chuyển

Đầu ra: nước thải, khí thải, chất thải rắn

lượng, tài chính, đất đai, các tài nguyên khác, Trong quá trình áp dụng MFA có nảy sinh một số vấn đề sau đây:

(i) Khi tiến hành một MFA, các mô hình của dòng luân chuyển vật chất được thiết kế và vẽ trên giấy bằng bút chì Sau đó, các số liệu và bảng tính toán sẽ được nhập vào phần mềm tính toán (như Microsoft Excel) Dựa trên các kết quả tính toán, các dòng luân chuyển vật chất sẽ được vẽ hình hóa bằng phần mềm đồ họa Do đó, các bước thực hiện MFA như vậy sẽ rất mất thời gian và dễ bị lỗi khi tính toán và kiểm soát các dòng luân chuyển vật chất

(ii) Hơn nữa, bất cập trong các nghiên cứu MFA là cách quản lý sai số trong quá trình tính toán Thông thường quá trình tính toán MFA thường chỉ thể hiện con

số trung bình mà không tính đến các sai số tính toán và sai số trong quá trình luân chuyển của vật chất từ quá trình này sang quá trình khác Điều này cũng làm giảm đi

tính chính xác của MFA

1.2.6 Một số nghiên cứu áp dụng MFA trên thế giới và ở Việt Nam

Đã có nhiều nhà khoa học Việt Nam cũng như trên thế giới đã sử dụng MFA

để ứng dụng trong lĩnh vực môi trường

Trong nghiên cứu của Nguyễn Thị Hà và nnk (2016) đã áp dụng phương pháp phân tích dòng để đánh giá các dòng thải trong sản xuất mía đường tại công

ty Mía đường Hòa Bình Các kết quả đã chỉ ra được lượng đường thất thoát và lượng hóa một số dòng thải chính, làm cơ sở đề xuất các giải pháp sản xuất sạch hơn cho công ty

Lương Thùy Dương (2014) đã áp dụng MFA để đánh giá phát thải khí nhà kính từ bãi rác Kiêu Kỵ, thị trấn Trâu Quỳ, huyện Gia Lâm, thành phố Hà Nội

Nguyễn Việt Anh (2019) đã đánh giá mức độ ô nhiễm, kiểm soát và tái sử dụng nước thải của ngành công nghiệp sản xuất thép sử dụng phương pháp phân tích dòng MFA Nhóm tác giả đã sử dụng các công cụ tính toán, mô hình hóa để lượng hóa các chất ô nhiễm chính trong các dòng thải, mức tiêu thụ năng lượng, đánh giá mức độ phát thải, ước tính mức tiêu thụ năng lượng, từ đó dự báo được hiệu quả của

các biện pháp kiểm soát ô nhiễm, cải thiện quy trình sản xuất, và đưa ra các cơ hội sản xuất sạch hơn

Hasan Belevi và nnk (2006) đã ứng dụng MFA để xây dựng kế hoạch quản lý nước thải và chất thải rắn tại thành phố Kamasi, Ghana Ở đây tác giả đã chỉ ra rằng nguồn thải chính của nitơ, phốt pho là trong nguồn thải từ hộ gia đình mà không phải các nguồn thải như: khu vực ven đô, trong ngành công nghiệp, hay nông nghiệp Từ

đó người ta đã đưa ra các biện pháp quản lý nước thải và chất thải rắn sinh hoạt phát sinh từ hộ gia đình nhằm giảm 30% lượng phát thải

Montangero và nnk (2004) đã mô tả việc áp dụng phương pháp MFA để ước tính sơ bộ nguồn nitơ tại Việt Trì, Hà Nội, Việt Nam Phương pháp đang tiếp tục phân tích và mô tả tác động của các biện pháp đã được lựa chọn để cải thiện vệ sinh môi trường trong quá tình phát hiện nguồn nitơ ở Việt Trì, cách ứng dụng MFA với chi phí phải chăng cho các nhà quy hoạch vệ sinh môi trường tại các nước đang phát triển, nơi các phương tiện cho thu thập dữ liệu là hạn chế Nghiên cứu trường hợp thực tế được tiến hành ở Việt Trì - Việt Nam cho phép dự toán sơ bộ nguồn nitơ từ MFA và việc áp dụng phương pháp phân tích này giúp quản lý chất thải rắn hữu cơ cũng như cung cấp thực phẩm ở Việt Trì

Cordell và nnk, 2011 đã ứng dụng MFA vào việc đánh giá hiệu quả sử dụng phốt pho trong các hệ thống nông nghiệp Phốt pho là một chất dinh dưỡng thiết yếu cho nông nghiệp, nhưng đá phốt pho là một nguồn tài nguyên không thể tái tạo và trữ lượng của nó sẽ cạn kiệt trong một thời gian dài Do đó, ngoài việc tăng hiệu quả sử dụng phốt pho trong các hệ thống nông nghiệp, phốt pho cần phải được thu hồi từ tất

cả các dòng chất thải hiện tại Cordell đã kết luật rằng dư lượng đốt chất thải rắn đại diện cho một lượng phốt pho bị đánh giá thấp và việc tập trung vào nước thải là nguồn phốt pho thu hồi duy nhất là không đủ

Một số nghiên cứu MFA có liên quan đến chất thải xây dựng đối với các quốc gia và khu vực như Trung Quốc (Shi và nnk 2012; Huang và nnk 2013), Nhật Bản (Hashimoto và nnk, 2007, 2009), Hà Lan (Müller, 2006 ), Na Uy (Bergsdal và nnk, 2007) và Đài Loan (Hsiao và nnk, 2002); đối với các thành phố như Bắc Kinh (Hu,

D và nnk 2010; Hu, M và nnk, 2010); và đối với các cơ sở hạ tầng cụ thể như hệ thống giao thông đường cao tốc (Wen và Li, 2010)

Tuy nhiên, việc áp dụng mô hình MFA đòi hỏi dữ liệu chuyên sâu, đây là một khó khăn đối với các quốc gia có thu nhập trung bình và thấp

1.3 Phân tích dòng vật chất với phần mềm STAN

1.3.1 Giới thiệu về STAN

Phần mềm STAN (subSTance flow ANalysis) do nhóm chuyên gia của Áo phát triển, nhằm giải quyết các vấn đề bất cập trong quá trình sử dụng MFA Giao diện bên ngoài bao gồm: các cửa sổ chương trình và có thế tùy biến theo nội dung của từng MFA Một số thanh công cụ cơ bản phía trên cửa số thể hiện các câu lệnh quan trọng nhất trong việc thiết lập và tính toán MFA

Phần mềm có thanh công cụ để vẽ hình bên phía tay trái của cửa sổ giao diện,

để thiết kế các phần chính của MFA như: hoạt động (process), các tiến trình (flows), đường biên của hệ thống (system boundary) và phần chữ (text) Trong cửa sổ Model Explorer, mô hình MFA được mô tả từng hoạt động và các tiến trình theo dạng hình cây nằm phía tay trái của màn hình Mỗi hoạt động cũng như tiến trình của mô hình

có thể thay đổi thuộc tính hay dữ liệu tại phần thuộc tính (properties) nằm phía tay

phải của màn hình (xem Hình 1.3) Tại cửa sổ thuộc tính, các dữ liệu này có thể chỉnh

sửa cho phù hợp của nội dung MFA Cửa sổ Trace Output sẽ thể hiện các lời nhắn và tiến trình tính toán cũng như các lỗi sai trong quá trình tính toán (nếu có) nằm ở phía dưới cũng của màn hình

Theo như mặc định của chương trình, khi thiết kế một hoạt động (process) vào MFA thì không bao gồm phần tổn thất (stock) hay hệ thống nhỏ (subsystem) bên trong chính hệ thống đó Nếu hoạt động đó có bao gồm tổn thất hay hệ thống nhỏ bên trong thì sẽ được thêm vào bằng cách đánh dấu vào ô “stock” hay “sub-system” ở cửa sổ thuộc tính (properties) Hệ thống nhỏ trong một hoạt động được thiết kế tương tự như hoạt động và có thể được mô hình hóa chi tiết bên trong cấu trúc của hoạt động Các tiến trình liên quan một hoạt động được thể hiện bằng các mũi tên dọc theo chu vi của hình chữ nhật thể hiện hoạt động đó Số lượng các tiến trình sẽ quyết định đổi kích thước của hình chữ nhật thể hiện quá trình Kết nối giữa hai quá trình là các tiến trình (flows), còn tiến trình nhập khẩu (import flows) và tiến trình xuất khẩu (export flows) được sử dụng để kết nối các hoạt động với các quá trình khác bên ngoài đường biên của hệ thống Phần chữ và các biến số của hệ thống có thể được chỉnh sửa riêng lẻ, sau đó, phần mềm sẽ tự cập nhật vào hệ thống

Sơ đồ của MFA sẽ được tự động hệ thống hóa các tiến trình (flow) bằng cách đánh

số sau khi thiết kế trên STAN (Hình 1.5)

Hình 1.5 MFA được hệ thống hóa trên STAN

(Nguồn: Phạm Thị Thúy và Vũ Thị Minh Thanh, 2014)

1.3.3 Nhập dữ liệu, tính toán và hiển thị kết quả

 Nhập dữ liệu

Các dữ liệu như: khối lượng tiến trình (mass flows), lưu trữ (stocks), nồng độ (concentrations) và hệ số luân chuyển (transfer coefficients) sẽ được nhập bằng tay với đơn vị và sai số của dữ liệu cho các lớp dữ liệu khác nhau (1 x hàng hóa, n x vật chất và 1 x năng lượng) và khoảng thời gian Các đơn vị phổ biến của các biến số được định nghĩa sẵn trong chương trình, trong trường hợp biến số có đơn vị đặc biệt thì người dùng có thể tùy biến nhập vào chương trình Khi mô hình xuất ra hình vẽ, đơn vị của các biến số sẽ được tự động qui đổi theo đơn vị của khối lượng tiến trình

và lưu trữ (Hình 1.6) Sai số của dữ liệu được tính toán theo công thức giá trị trung

bình (mean value) và sai số tiêu chuẩn (standard deviation)

Hình 1.6 MFA sau khi nhập số liệu

(Nguồn: Phạm Thị Thúy và Vũ Thị Minh Thanh, 2014)

 Tính toán

Hình vẽ của mô hình được xuất ra từ phần mềm STAN dựa trên các số liệu tính toán từ bốn loại công thức tính toán

Công thức tính toán cân bằng:

∑đầu vào = ∑đầu ra + thay đổi tổn thất

Công thức tính toán dựa trên hệ số luân chuyển:

đầu ra x = hệ số luân chuyển đến đầu ra x + ∑đầu vào

Công thức tính toán tổn thất:

tổn thấtgiai đoạn i+1 = tổn thấtgiai đoạn + thay đổi tổn thấtgiai đoạn i

Công thức tính toán dựa trên nồng độ vật chất:

Khối lượngvật chất = khối lượnghàng hóa + nồng độvật chất

Dựa trên bốn công thức trên, những dữ liệu cần thiết sẽ được sử dụng tính toán

và những dữ liệu không sử dụng trong tính toán sẽ được tự động sử dụng để kiểm chứng các dữ liệu chưa biết (dữ liệu đối chiếu) Tất cả các dữ liệu hiện có trong các lớp và chu kỳ sẽ được sử dụng một cách đồng thời Do đó, các lỗi trong quá trình tính toán sẽ được tự động phát hiện thông qua các phép kiểm tra xác suất

 Hiển thị kết quả

Kết quả tính toán được hiển thị theo định dạng của sơ đồ Sankey với các khối hình vẽ khác nhau Do đó, chiều dày của mũi tên thể hiện khối lượng của các tiến

trình (Hình 1.7) Tỷ lệ của các hình vẽ có thể tùy biến chỉnh sửa

Các giá trị tính toán của từng đối tượng có thể được tùy biến trong cửa sổ Properties Với mô hình được xây dựng với nhiều chu kỳ, phần mềm cũng có thể hiển thị các giá trị của từng tiến trình riêng lẻ cũng như một thời gian cụ thể

Sơ đồ của mô hình có thể xuất ra các định dạng khác nhau như: bmp, emf, exif, gif, icon, jpeg, pmg, tiff, wmf

Hình 1.7 Bảng hiển thị kết quả tính toán MFA

(Nguồn: Phạm Thị Thúy và Vũ Thị Minh Thanh, 2014)

STAN cho phép khắc phục được nhược điểm của MFA truyền thống, cho phép

áp dụng MFA như một công cụ hữu hiệu trong phân tích, đánh giá, quy hoạch và thực thi hệ thống quán lý chất thải đô thị