Đánh giá thực trạng quản lý và xử lý chất thải tại một số trang trại chăn nuôi lợn quy mô hộ gia đình trên địa bàn huyện ba chẽ tỉnh quảng ninh

NGUYỄN ĐỨC MẠNH ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG QUẢN LÝ VÀ XỬ LÝ CHẤT THẢI TẠI MỘT SỐ TRANG TRẠI CHĂN NUÔI LỢN QUY MÔ HỘ GIA ĐÌNH TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN BA CHẼ, TỈNH QUẢNG NINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA

NGUYỄN ĐỨC MẠNH

ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG QUẢN LÝ

VÀ XỬ LÝ CHẤT THẢI TẠI MỘT SỐ TRANG TRẠI CHĂN NUÔI LỢN QUY MÔ HỘ GIA ĐÌNH TRÊN ĐỊA BÀN

HUYỆN BA CHẼ, TỈNH QUẢNG NINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Thái Nguyên - 2018

NGUYỄN ĐỨC MẠNH

ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG QUẢN LÝ

VÀ XỬ LÝ CHẤT THẢI TẠI MỘT SỐ TRANG TRẠI CHĂN NUÔI LỢN QUY MÔ HỘ GIA ĐÌNH TRÊN ĐỊA BÀN

HUYỆN BA CHẼ, TỈNH QUẢNG NINH

Ngành: Khoa học môi trường

Mã ngành: 80.44.03.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Người hướng dẫn khoa học: GS TS Nguyễn Thế Hùng

Thái Nguyên - 2018

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất

Trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài, tôi đã nhận được sự giúp

đỡ tạo điều kiện thuận lợi nhất, sự giúp đỡ tận tình, quý báu và những ý kiến đóng góp của các tập thể và cá nhân trong và ngoài trường đại học Nông Lâm Thái Nguyên

Lời đầu tiên tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và gửi lời cảm ơn sâu sắc tới

GS TS Nguyễn Thế Hùng là người trực tiếp hướng dẫn và giúp tôi trong suốt

thời gian nghiên cứu đề tài và hoàn thành luận văn

Tôi xin chân thành cả ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của Trung tâm Dịch vụ - Kỹ thuật nông nghiệp, Phòng Nông nghiệp huyện Ba Chẽ đã tạo điều kiện cho tôi thu thập dữ liệu, những thông tin cần thiết để thực hiện khóa luận này

Tôi xin cảm ơn sự góp ý chân thành của các Thầy, Cô giáo Khoa Môi trường, Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên đã tạo điều kiện cho tôi thực hiện luận văn

Tôi xin được bày tỏ lòng cảm ơn chân thành và sâu sắc tới sự giúp đỡ tận tình, quý báu đó!

Thái nguyên, ngày 20 tháng 8 năm 2018

Học viên

Nguyễn Đức Mạnh

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC BẢNG vii

DANH MỤC CÁC HÌNH viii

MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn đề 1

2 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 3

3 Ý nghĩa khoa học của đề tài 3

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 4

1.1 Cơ sở pháp lý 4

1.1.1 Một số khái niệm cơ bản 4

1.1.2 Các văn bản có liên quan 5

1.2 Cơ sở thực tiễn 6

1.2.1 Một số vấn đề môi trường nảy sinh trong hoạt động chăn nuôi ở nước ta 6

1.2.2 Nguồn gốc phát sinh và thành phần ô nhiễm môi trường do chăn nuôi 10 1.3 Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài ở trong nước và trên thế giới 18

1.3.1 Trong nước 18

1.4 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi lợn 24

1.4.1 Phương pháp xử lý cơ học 25

1.4.2 Phương pháp xử lý hóa lý 25

1.4.3 Phương pháp xử lý sinh học 26

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29 2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 29

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu: 29

2.2 Địa điểm, thời gian nghiên cứu 29

2.2.1 Địa điểm nghiên cứu tại huyện Ba Chẽ 29

2.2.2 Thời gian nghiên cứu 29

2.3 Nội dung nghiên cứu 29

2.4 Phương pháp nghiên cứu 30

2.4.1 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp 30

2.4.3 Phương pháp điều tra, phỏng vấn 30

2.4.4 Phương pháp lấy mẫu và phân tích trong phòng thí nghiệm 31

2.4.5 Phương pháp tổng hợp, xử lý số liệu và viết báo cáo 33

Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 34

3.1 Đánh giá tình hình phát triển và công tác quản lý chất thải chăn nuôi lợn trên địa bàn huyện Ba Chẽ, tỉnh Quảng Ninh 34

3.1.1 Tình hình phát triển chăn nuôi của huyện 34

3.1.2 Áp lực của việc phát triển chăn nuôi đến môi trường tại huyện Ba Chẽ 38 3.1.3 Công tác quản lý chất thải chăn nuôi tại các hộ gia đình trên địa bàn 40

3.2 Đánh giá hiện trạng và hiệu quả công tác xử lý chất thải tại một số trang trại chăn nuôi lợn quy mô hộ gia đình trên địa bàn huyện Ba Chẽ, tỉnh Quảng Ninh 42

3.2.1 Đánh giá hiện trạng nước thải chăn nuôi lợn chưa qua xử lý tại một số trang trại chăn nuôi lợn trên địa bàn huyện Ba Chẽ, tỉnh Quảng Ninh 42

3.2.2 Đánh giá hiện trạng nước thải chăn nuôi đã qua xử lý tại một số trang trại chăn nuôi trên địa bàn huyện Ba Chẽ, tỉnh Quảng Ninh 46

3.2.3 Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi lợn tại một số trang trại trên địa bàn huyện Ba Chẽ 49

3.2.4 Đánh giá hiện trạng quản lý chất thải rắn chăn nuôi lợn tại một số trang trại chăn nuôi lợn trên địa bàn huyện Ba Chẽ, tỉnh Quảng Ninh 53

lợn trên địa bàn huyện Ba Chẽ. 55

3.3.1 Nhận thức của người dân về vấn đề ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi 55

3.3.2 Đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến việc áp dụng các biện pháp xử lý ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi tại các trang trại chăn nuôi 57

3.4 Đề xuất một số giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý, xử lý chất thải chăn nuôi lợn nhằm bảo vệ môi trường trên địa bàn huyện Ba Chẽ, tỉnh Quảng Ninh 59

3.4.1 Giải pháp về quản lý nhà nước trong chăn nuôi và bảo vệ môi trường 59

3.4.2 Giải pháp về công nghệ 60

KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 63

1 Kết luận 63

2 Kiến nghị 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO 65

Từ viết tắt Nghĩa của cụm từ

Uỷ ban nhân dân

Vi sinh vật

Tổ chức y tế Thế giới

Bảng 1.1 Số lượng lợn phân theo các vùng của Việt Nam 7

Bảng 1.2 Lượng phân thải ra ngoài của các loại vật nuôi 7

Bảng 1.3 Lượng chất thải hàng ngày của động vật theo % khối lượng cơ thể 11

Bảng 1.4 Lượng phân thải ra ở gia súc, gia cầm hàng ngày 12

Bảng 1.5 Thành phần hoá học của phân lợn từ 70 – 100 kg 12

Bảng 1.6: Tính chất nước thải chăn nuôi heo 14

Bảng 2.1 Vị trí và địa điểm lấy mẫu nước thải chăn nuôi 31

Bảng 2.2 Các phương pháp bảo quản mẫu trước khi phân tích 32

Bảng 2.3 Chỉ tiêu và phương pháp phân tích 33

Bảng 3.1 Phân loại nhóm hộ chăn nuôi theo quy mô 35

Bảng 3.2: Ước tính lượng chất thải rắn và lỏng do chăn nuôi thải ra 38

Bảng 3.3: Thống kê tình hình xử lý chất thải chăn nuôi tại huyện Ba Chẽ 41

Bảng 3.4: Thống kê phương pháp xử lý chất thải chăn nuôi tại huyện Ba Chẽ 41

Bảng 3.5 Kết quả phân tích nước thải chăn nuôi lợn của 3 hộ gia đình 43

Bảng 3.6: Kết quả phân tích mẫu nước thải xử lý bằng Biogas đang áp dụng tại 03 gia trại chăn nuôi lợn 47

Bảng 3.7 Hiệu suất xử lý nước thải chăn nuôi bằng bể Biogas tại một số trang trại trên địa bàn huyện Ba Chẽ 49

Bảng 3.8: Lý do khiến gia đình chưa áp dụng biện pháp xử lý chất thải 55

Bảng 3.9: Dự định về việc áp dụng biện pháp xử lý chất thải 56

Hình 3.1 Biểu đồ tỷ lệ phương pháp xử lý chất thải chăn nuôi 42

Hình 3.2: Chỉ tiêu phân tích BOD5 44

Hình 3.3: Chỉ tiêu phân tích COD 44

Hình 3.4: Chỉ tiêu phân tích N tổng số 45

Hình 3.5: Chỉ tiêu phân tích TSS 45

Hình 3.6 Kết quả phân tích một số chỉ tiêu nước thải chăn nuôi xử lý bằng Biogas đang áp dụng tại 03 gia trại chăn nuôi lợn 48

Hình 3.7 So sánh kết quả chỉ tiêu BOD5 trước và sau xử lý bằng bể Biogas 50

Hình 3.8 So sánh kết quả chỉ tiêu COD trước và sau xử lý bằng bể Biogas 51

Hình 3.9 So sánh kết quả chỉ tiêu N tổng số trước và sau xử lý bằng bể Biogas 51

Hình 3.10 So sánh kết quả chỉ tiêu TSS trước và sau xử lý bằng bể Biogas 52

Hình 3.11: Chi phí xây dựng, chi phí sửa chữa, nạo vét hầm Biogas 58

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Việt Nam là một nước có tỷ lệ phát triển nông nghiệp cao, chiếm hơn 70% trong tổng sản phẩm thu nhập quốc dân (GDP) Trước đây, nghề trồng cây lương thực đóng góp đa số cho ngành nông nghiệp nước ta Và hiện nay, việc gia tăng sản lượng thực phẩm từ chăn nuôi gia súc cũng đã đem lại những bước tiến mới trong nông nghiệp Nó đã mang lại hiệu quả kinh tế cao, góp phần làm chuyển dịch cơ cấu nông nghiệp, từ trồng trọt sang chăn nuôi, đồng thời cải thiện đáng kể đời sống kinh tế của nông dân.Tuy nhiên, việc phát triển các hoạt động chăn nuôi gia súc, gia cầm tự phát một cách tràn lan, ồ ạt trong điều kiện người nông dân thiếu vốn, thiếu hiểu biết đã làm gia tăng tình trạng ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng Đặc biệt với chăn nuôi nhỏ

lẻ trong nông hộ, thiếu quy hoạch, nhất là các vùng dân cư đông đúc đã gây ra

ô nhiễm môi trường ngày càng trầm trọng Ô nhiễm môi trường do chăn nuôi gây nên chủ yếu từ các nguồn chất thải rắn, chất thải lỏng, bụi, tiếng ồn, xác gia súc, gia cầm chết chôn lấp, tiêu hủy không đúng kỹ thuật Đối với các cơ sở chăn nuôi, các chất thải gây ô nhiễm môi trường có ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe con người, làm giảm sức đề kháng vật nuôi, tăng tỷ lệ mắc bệnh và chi phí phòng trị bệnh, giảm năng suất và hiệu quả kinh tế, sức đề kháng của gia súc, gia cầm giảm sút sẽ là nguy cơ bùng phát dịch bệnh Theo WHO thì trên

50 bệnh truyền nhiễm có nguồn gốc từ phân người và gia súc Hiện nay tỉ lệ các bệnh dịch từ gia súc, gia cầm đang gia tăng ở nhiều nước trên thế giới Nếu vấn đề này không được giải quyết triệt để sẽ gây ô nhiễm môi trường và tác động nghiêm trọng, ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ cộng đồng đặc biệt là với những người trực tiếp chăn nuôi gia súc, gia cầm Việt Nam là nước có nền nông nghiệp đang phát triển mạnh mẽ, tỉ lệ các hộ gia đình có chuồng trại chăn

nuôi gia súc, gia cầm ngày càng nhiều, hơn nữa tỉ lệ các trang trại cũng ngày một gia tăng Các chất thải chăn nuôi gây ô nhiễm môi trường do vi sinh vật (các mầm bệnh truyền nhiễm), có thể là nguồn truyền nhiễm của nhiều bệnh ra môi trường và cộng đồng, đặc biệt là một số bệnh có khả năng lây nhiễm cho con người cao như: Cúm lợn, tai xanh, lở mồm long móng, ỉa chảy nếu như không được xử lý đúng quy trình vệ sinh và đảm bảo an toàn

Nguồn nước thải chăn nuôi là một nguồn nước thải có chứa nhiều hợp chất hữu cơ, virus, vi trùng, trứng giun sán… Nguồn nước này có nguy cơ gây

ô nhiễm các tầng nước mặt, nước ngầm và trở thành nguyên nhân trực tiếp phát sinh dịch bệnh cho đàn gia súc Đồng thời nó có thể lây lan một số bệnh cho con người và ảnh hưởng đến môi trường xung quanh vì nước thải chăn nuôi còn chứa nhiều mầm bệnh như: Samonella, Leptospira, Clostridium tetani,…nếu không xử lý kịp thời Bên cạnh đó còn có nhiều loại khí được tạo

ra bởi hoạt động của vi sinh vật như NH3, CO2, CH4, H2S, Các loại khí này có thể gây nhiễm độc không khí và nguồn nước ngầm ảnh hưởng đến đời sống con người và hệ sinh thái Chính vì vậy mà việc thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho các trại chăn nuôi heo là một hoạt động hết sức cần thiết

Huyện Ba Chẽ, tỉnh Quảng Ninh là huyện vùng cao, người dân tộc thiểu

số chiến phần đông, đây là khu vực chăn nuôi lợn nhỏ lẻ, phân tán, tuy nhiên số lượng đàn lợn ngày càng lớn kéo theo chất lượng chất thải như phân, nước tiểu, chất độn chuồng, thức ăn thừa, xác vật nuôi chết…càng tăng thêm ô nhiễm môi trường do chất thải không được xử lý hoặc chỉ xử lý sơ bộ rồi thải ra môi trường đã gây tác động xấu đến nguồn nước, đất, không khí và ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ người chăn nuôi lợn nói riêng và các hộ dân cư xung quanh nói chung Xuất phát từ thực tế đó, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài

“Đánh giá thực trạng quản lý và xử lý chất thải tại một số trang trại chăn nuôi lợn quy mô hộ gia đình trên địa bàn huyện Ba Chẽ, tỉnh Quảng Ninh”

2 Mục tiêu nghiên cứu đề tài

- Đánh giá tình hình phát triển và công tác quản lý chất thải chăn nuôi lợn tại các trang trại huyện Ba Chẽ, tỉnh Quảng Ninh

- Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi bằng hầm Biogas tại một

số trong chăn nuôi lợn trên địa bàn huyện

- Đánh giá nhận thức của người dân về việc xử lý chất thải chăn nuôi

và các yếu tố ảnh hưởng đến việc áp dụng biện pháp xử lý trên địa bàn huyện Ba Chẽ

- Đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý, xử lý chất thải nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường trong các trang trại chăn nuôi lợn trong điều kiện thực tế tại huyện Ba Chẽ, tỉnh Quảng Ninh

3 Ý nghĩa khoa học của đề tài

- Ý nghĩa khoa học: Nghiên cứu sẽ đánh giá một phần hiện trạng ngành chăn nuôi lợn tại địa bàn nghiên cứu Đề tài nhằm vận dụng những kiến thức

đã học vào thực tiễn, góp phần nâng cao hiểu biết về công tác quản lý và xử lý

ô nhiễm môi trường cho các hộ chăn nuôi Đồng thời, sử dụng kết quả nghiên cứu phục vụ cho việc học tập và công tác nghiên cứu sau này

- Ý nghĩa thực tiễn: Góp phần giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi, và đề xuất những giải pháp để cải thiện cảnh quan môi trường cho địa bàn nghiên cứu và nâng cao chất lượng môi trường sống cho cộng đồng dân cư

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU

- Theo UNESCO (1981) [22], môi trường được hiểu là “Toàn bộ các

hệ thống tự nhiên và các hệ thống do con người tạo ra xung quanh mình, trong đó con người sinh sống và bằng lao động của mình đã khai thác các tài nguyên thiên nhiên hoặc nhân tạo nhằm thoả mãn những nhu cầu của con người”

- Môi trường là hệ thống các yếu tố vật chất tự nhiên và nhân tạo có tác động đối với sự tồn tại và phát triển của con người và sinh vật (Bộ TN&MT,

2015 [3])

* Ô nhiễm môi trường:

- Là sự biến đổi của các thành phần môi trường không phù hợp với Quy chuẩn kĩ thuật môi trường và tiêu chuẩn môi trường gây ảnh hưởng xấu đến con

người và sinh vật (Bộ TN&MT, 2015 [3])

- Ô nhiễm môi trường chăn nuôi là khái niệm để chỉ môi trường chăn nuôi và môi trường xung quanh bởi những sản phẩm thải của quá trình chăn nuôi

- Ô nhiễm môi trường nước là sự biến đổi về chất lượng và làm nhiễm bẩn nguồn nước gây nguy hiểm cho con người, cho công nghiệp, nông nghiệp, nuôi cá, nghỉ ngơi, giải trí và ảnh hưởng mạnh đến các sinh vật (Bộ TN&MT, 2015 [3])

- Nước bị ô nhiễm vi sinh vật: Nguồn gây ô nhiễm sinh học cho môi

trường nước chủ yếu là phân rác, nước thải sinh hoạt, xác chết sinh vật, nước thải bệnh viện… Để đánh giá chất lượng nước dưới góc độ ô nhiễm sinh học thì người ta sử dụng chỉ số Coliform Đây là chỉ số phản ánh số lượng vi khuẩn Coliform có trong nước, thường không gây bệnh cho người và sinh vật, nhưng

để biểu hiện sự ô nhiễm nước bởi tác nhân sinh học Ô nhiễm nước được xác

định theo các giá trị tiêu chuẩn môi trường

- Ô nhiễm nước là sự biến đổi nói chung do con người đối với chất lượng nước, làm nhiễm bẩn nước và gây nguy hiểm cho con người, cho nông nghiệp, công nghiệp, nuôi cá, nghỉ ngơi, giải trí, cho động vật nuôi và các loài

hoang dã (Hiến chương Châu Âu, 1999 [11])

- Theo tiêu chuẩn Việt Nam 5980-1995 và ISO 6107/1-1980: Nước thải

là nước được thải ra sau khi đã sử dụng hoặc được tạo ra qua một quá trình công nghệ và không còn giá trị trực tiếp đối với quá trình đó

1.1.2 Các văn bản có liên quan

- Điều 69 Luật Bảo vệ Môi trường năm 2014 quy định việc bảo vệ môi trường trong sản xuất nông nghiệp

- Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH13 ngày 21/6/2012

- Nghị định số 155/2016/NĐ-CP ngày 18/11/2016 của Chính phủ quy định về xử phạt vi phạm hành chính trong lĩnh vực bảo vệ môi trường

- Quyết định số 50/2014/QĐ-TTg ngày 04/9/2014 của Thủ tướng chính phủ về chính sách hỗ trợ nâng cao hiệu quả chăn nuôi nông hộ giai đoạn 2015-2020 Trong đó về xử lý chất thải chăn nuôi, các hộ sẽ được hỗ trợ một lần đến 50% giá trị xây công trình khí sinh học xử lý chất thải chăn nuôi với mức hỗ trợ không quá 5 triệu đồng/1 công trình/1 hộ Được hỗ trợ một lần đến 50% giá trị làm đệm lót sinh học xử lý chất thải chăn nuôi, mức hỗ trợ không quá 5 triệu đồng/1 hộ

- Quyết định số 3194/QĐ-BNN-CN ngày 11/8/2015 của Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và PTNT hướng dẫn kỹ thuật lắp đặt, sử dụng công trình khí sinh học nắp cố định, công trình khí sinh học bằng vật liệu composite và quy trình kỹ thuật sử dụng chế phẩm sinh học làm đệm lót sinh học chăn nuôi lợn, gà

- Thông tư số 04/2010/TT-BNN&PTNT ngày 15/01/2010 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Quy định về ban hành Quy chuẩn quốc gia về điều kiện trang trại chăn nuôi lợn, chăn nuôi gia cầm an toàn sinh học Ban hành kèm theo QCVN 01- 14:2010/BNNPTNT Quy chuẩn quốc gia về điều kiện nuôi lợn an toàn sinh học, QCVN 01- 15: 2010/BNNPTNT Quy chuẩn quốc gia về điều kiện chăn nuôi gia cầm an toàn sinh học

- Thông tư số 04/2016/TT-BTNMT ngày 29/4/2016 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chăn nuôi Ký hiệu: QCVN 62-MT:2016/BTNMT

- Thông tư số 40/2011/TT-BTNMT ngày 28/12/2011 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp Ký hiệu: QCVN 40:2011/BTNMT

- Quyết định số 3197/2016/QĐ-UBND ngày 30/9/2016 của UBND tỉnh Quảng Ninh ban hành quy định chi tiết một số nội dung và mức hỗ trợ nâng cao hiệu quả chăn nuôi nông hộ trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh giai đoạn 2016-2020 theo Quyết định số 50/2014/QĐ-TTG ngày 04/9/2014 của Thủ tướng Chính phủ và Quyết định số 2309/2017/QĐ-UBND ngày 16/6/2017

về việc sử đổi, bổ sung một số nội dung Quyết định số UBND ngày 30/9/2016

nhiều vấn đề về chất lượng môi trường, đe dọa sức khỏe của cộng đồng dân

cư địa phương và ảnh hưởng đến toàn bộ hệ sinh thái tự nhiên

Bảng 1.1 Số lượng lợn phân theo các vùng của Việt Nam

(Đơn vị: 1000 con)

Bắc Trung Bộ và Duyên hải

Bảng 1.2 Lượng phân thải ra ngoài của các loại vật nuôi

STT Loại vật nuôi Lượng phân thải mỗi ngày (% 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

Tuy nhiên, việc quản lý và xử lý chất thải chăn nuôi lại chưa được quan tâm đúng mức Hiện mới khoảng 70% hộ chăn nuôi có chuồng trại, tỷ lệ hộ gia đình có chuồng trại chăn nuôi hợp vệ sinh cũng chỉ chiếm khoảng 10%;

hộ có công trình khí sinh học (hầm Biogas) chỉ đạt 8,7%; khoảng 23% số hộ chăn nuôi không xử lý chất thải vật nuôi Tuy nhiên, tỷ lệ hộ có cam kết bảo

vệ môi trường chỉ chiếm 0,6% Về phía các trang trại chăn nuôi tập trung, mặc dù phần lớn đã có hệ thống xử lý chất thải nhưng hiệu quả xử lý chưa triệt để, số trang trại chăn nuôi có hệ thống xử lý chất thải bằng Biogas khoảng 67%; số trang trại có đánh giá tác động môi trường chiếm chưa đầy 14%; 37,2% hộ chăn nuôi thâm canh và 36,2% chăn nuôi thời vụ không có biện pháp xử lý chất thải Tình trạng trên đã gây ra ô nhiễm nghiêm trọng môi trường đất, nước, không khí ở nông thôn Ước tính, hiện có tới 80% các bệnh nhiễm trùng ở nông thôn có liên quan tới nguồn nước bị nhiễm vi sinh vật như giun sán, tả, bệnh ngoài da, mắt…

Nguyên nhân chủ yếu do hầu hết người chăn nuôi chưa có biện pháp xử

lý chất thải lỏng trong chăn nuôi, vứt xác gia cầm, gia súc bừa bãi và hệ thống thoát nước đơn giản làm cho tình trạng ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi vẫn chưa được khắc phục triệt để và có chiều hướng gia tăng Nhiều năm qua, chất thải vật nuôi trong nông hộ được xử lý bằng 3 biện pháp chủ yếu là: thải trực tiếp ra kênh mương, ao, hồ; được ủ làm phân bón cho cây trồng; và được

xử lý bằng công nghệ khí sinh học (Biogas) Ngoài ra, còn có một số phương pháp khác như xử lý chất thải bằng sinh vật thủy sinh (cây muỗi nước, bèo lục bình…), xử lý bằng hồ sinh học nhưng chưa được nhân rộng (Nguyễn Tuấn Dũng, 2012 [6])

* Trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh

Nguồn gây ô nhiễm nước lớn nhất trong khu vực nông thôn tỉnh Quảng Ninh là nước thải chăn nuôi gia súc bao gồm chất thải hữu cơ và các hợp chất Nitơ nồng độ cao Tính đến tháng 5/2013, có khoảng 62,4% hộ gia đình nông thôn tỉnh Quảng Ninh có chuồng chăn nuôi gia súc hợp vệ sinh, còn lại 37,6%

số hộ chỉ có chuồng chăn nuôi gia súc thông thường Đến tháng 4/2015, có 70,88% hộ gia đình trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh đã có chuồng trại gia súc hợp vệ sinh Gần 30% hộ còn lại chưa có chuồng trại hợp vệ sinh là một trong những nguồn gây ô nhiễm nước mặt cho khu vực nông thôn trên địa bàn tỉnh

Do đó, điều cần thiết là phải xây dựng chuồng trại chăn nuôi gia súc hợp vệ sinh cho toàn bộ số hộ gia đình có hoạt động chăn nuôi nhằm giải quyết vấn

đề nghiêm trọng nhất cho khu vực nông thôn ở tỉnh Quảng Ninh (Sở TN&MT tỉnh Quảng Ninh, 2015 [18]

Với tổng số đàn lợn là 374.916 con, đàn gia cầm là 2,77 triệu con (năm

2014 theo Báo cáo kinh tế - xã hội 5 năm của tỉnh), tạo ra nguồn chất thải từ chăn nuôi rất lớn ra môi trường Hoạt động chăn nuôi gia súc quy mô hộ gia đình còn rất phổ biến tại Quảng Ninh Các cơ sở này đa số chưa có hệ thống

xử lý nước thải, chất thải rắn (Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Ninh,

2015 [17]

Theo số liệu thống kê có khoảng 88 triệu tấn chất thải chăn nuôi; trong

đó chất thải từ lợn, gia cầm và gia súc tương ứng 30,1%, 30% và 38,4% và chất thải từ các động vật khác chiếm 1,5% Số hộ áp dụng các biện pháp xử lý chất thải chăn nuôi năm 2016 mới chỉ đạt khoảng 53% (2,2 triệu hộ) Do đó

đây là một trong những nguồn chất thải lớn, có nguy cơ cao gây ô nhiễm môi trường vùng nông thôn và ảnh hưởng xấu tới sức khỏe người dân (Trần Hằng,

1.2.2 Nguồn gốc phát sinh và thành phần ô nhiễm môi trường do chăn nuôi

1.2.2.1.Nguồn gốc phát sinh chất thải chăn nuôi

Nguồn gốc phát sinh ô nhiễm môi trường nước trong hoạt động chăn nuôi chủ yếu được gây ra do nước thải trong khi rửa chuồng, nước tiểu lợn Ô nhiễm chất thải rắn do phân, thức ăn thừa vương vãi ra nền chuồng mà không được thu gom kịp thời Các chất này là các chất dễ phân hủy sinh học: arbonhydrate,

protein, chất béo dẫn đến các vi sinh vật phân hủy làm phát tán mùi hôi thối ra môi trường Đây là các chất gây ô nhiễm nặng nhất và thường thấy ở các trang trại chăn nuôi tập trung (Phạm Thị Phương Lan, 2007 [14])

Số lượng chất thải trên một đầu động vật phụ thuộc vào khối lượng cơ thể và chế độ dinh dưỡng Lượng chất thải tính theo % khối lượng vật nuôi như sau:

Bảng 1.3 Lượng chất thải hàng ngày của động vật theo % khối lượng cơ thể

Động vật Lượng chất thải theo % khối lượng cơ thể

Lượng phân tươi

(Nguồn: Hoàng Kim Giao, 2011)[8]

Lượng phân thải ra trong một ngày đêm tùy thuộc vào giống, loài, tuổi

và khẩu phần ăn Đối với gia súc ở các lứa tuổi khác nhau thì lượng phân thải

ra khác nhau Lượng phân thải ra trong một ngày đêm của lợn có khối lượng dưới 10 kg là 0,5 – 1 kg, từ 15 – 40 kg là 1 – 3 kg phân, từ 45 – 100 kg là 3 –

5 kg Như vậy lượng chất thải rắn biến động rất lớn và còn phụ thuộc vào cả mùa vụ trong năm (Hill, D.T, Toller, E.W và cs, 1974 [23])

Bảng 1.4 Lượng phân thải ra ở gia súc, gia cầm hàng ngày

Loại gia súc, gia cầm Phân tươi (kg/ngày) Tổng chất rắn (% tươi)

(Nguồn: Bùi Hữu Đoàn và cs, 2011)[7]

Theo Bộ NN&PTNT (2013), nếu với mức thải trung bình 1,5 kg phân lợn/con/ngày; 15kg phân trâu, bò/con/ngày; 0,5kg phân dê/con/ngày và 0,2 kg phân gia cầm/con/ngày thì hàng năm với tổng đàn vật nuôi trong cả nước thì riêng lượng phân phát thải trung bình đã hơn 85 triệu tấn mỗi năm Lượng phân này phân hủy tự nhiên nếu không được xử lý sẽ gây ô nhiễm nặng nề đất, nước và không khí do phát thải nhiều khí độc như CO2, CH4 (còn gây hiệu ứng nhà kính)

Thành phần các chất trong phân gia súc, gia cầm phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như: Thành phần dưỡng chất của thức ăn và nước uống; độ tuổi; tình trạng sức khỏe vật nuôi…

Bảng 1.5 Thành phần hoá học của phân lợn từ 70 – 100 kg

(Nguồn: Bùi Hữu Đoàn và cs, 2011)[7]

Trong phân lợn hàm lượng nitơ khá cao (7,99 – 9,32 g/kg) Ngoài ra, trong phân còn có chứa nhiều loại vi khuẩn, virus và trứng ký sinh trùng, trong đó vi khuẩn thuộc họ Enterobacteriacea chiếm đa số với các giống điển hình như Escherichia, Salmonella, Shigella, Proteus, Klebsiella Trong 1 kg phân có chứa 2.000 – 5.000 trứng giun sán gồm chủ yếu các loại: Ascaris suum, Oesophagostomum, Trichocephalus

1.2.2.2 Thành phần, tính chất của nước thải chăn nuôi

- Nước thải chăn nuôi là một trong những loại chất thải rất đặc trưng, có khả năng gây ô nhiễm môi trường rất cao, đặc biệt là COD, BOD, hàm lượng chất hữu cơ, cặn lơ lửng, N, P và vi sinh vật gây bệnh Nó nhất thiết phải được xử lý trước khi thải ra ngoài môi trường Việc lựa chọn một quy trình xử

lý nước thải cho một cơ sở chăn nuôi phụ thuộc rất nhiều vào thành phần tính chất nước thải (Nguyễn Hoài Châu, 2007 [5]), bao gồm:

- Các chất hữu cơ và vô cơ: Trong nước thải chăn nuôi, hợp chất hữu cơ chiếm 70–80% gồm cellulose, protit, acid amin, chất béo, hidratcarbon và các dẫn xuất của chúng có trong phân, thức ăn thừa Hầu hết các chất hữu cơ dễ

phân hủy Các chất vô cơ chiếm 20–30% gồm cát, đất, muối, ure, ammonium, muối chlorua, SO42-,…

- N và P: Khả năng hấp thụ N và P của các loài gia súc, gia cầm rất kém, nên khi ăn thức ăn có chứa N và P thì chúng sẽ bài tiết ra ngoài theo phân và nước tiểu Trong nước thải chăn nuôi lợn thường chứa lượng N và P rất cao Hàm lượng N- tổng trong nước thải chăn nuôi là 571- 1026mg/L, phốt pho từ 39- 94 mg/L (Nguyễn Hoài Châu, 2007 [5])

- Vi sinh vật gây bệnh: Nước thải chăn nuôi chứa nhiều loại vi trùng, virus và trứng ấu trùng giun sán gây bệnh.

Bảng 1.6: Tính chất nước thải chăn nuôi heo

Ô nhiễm do chăn nuôi đặc biệt là chăn nuôi lợn không chỉ làm hôi tanh không khí mà còn ảnh hưởng nặng tới môi trường sống dân cư, nguồn nước

và tài nguyên đất, ảnh hưởng chính đến kết quả sản xuất chăn nuôi Các hoạt động gây ô nhiễm do chăn nuôi vẫn đang tiếp tục diễn ra ở nhiều nơi trên cả nước Tình trạng chăn nuôi thả rông, chăn thả trên đất dốc, đầu nguồn nước, còn khá phổ biến góp phần làm tăng diện tích xói mòn, suy giảm chất lượng đất, nước, giảm thiểu khả năng sản xuất nông nghiệp trên vùng rộng lớn

* Ô nhiễm không khí

Chất thải khí là các loại khí sinh ra trong quá trình chăn nuôi, quá trình phân hủy của các chất hữu cơ - chất rắn và lỏng Sau khi chất thải ra khỏi cơ thể của lợn thì các chất khí đã lập tức bay lên, khí thải chăn nuôi bao gồm hỗn hợp nhiều loại khí trong đó có trên 40 loại gây mùi, chủ yếu là H2S và NH3 Trong điều kiện kỵ khí cộng với sự có mặt của vi khuẩn trong phân và nước thải xảy ra quá trình khử các ion sunphát (SO42-) thành sunphua (S2-) Trong điều kiện bình thường thì H2S là một trong những nguyên nhân gây ra các vấn

đề về màu và mùi Nồng độ S2- tại hố thu nước thải chăn nuôi lợn có thể lên đến 330 mg/l cao hơn rất nhiều so với tiêu chuẩn (theo TCVN 5945-2005 cột

C nồng độ sunfua là 1,0 mg/l)

Mùi hôi chuồng nuôi là hỗn hợp khí được tạo ra bởi quá trình phân hủy

kỵ khí và hiếu khí của các chất thải chăn nuôi, quá trình thối rữa các chất hữu

cơ trong phân, nước tiểu gia súc hay thức ăn dư thừa sẽ sinh ra các khí độc hại các khí có mùi hôi thối khó chịu Cường độ của mùi hôi phụ thuộc vào điều kiện mật độ của vật nuôi cao, sự thông thoáng kém, nhiệt độ và ẩm độ không khí cao Khí NH3 và H2S được hình thành chủ yếu trong quá trình thối rữa của phân do các vi sinh vật gây thối, ngoài ra NH3 còn được hình thành từ sự phân giải urê của nước tiểu

Ammoniac (NH3) có trong khí, trước hết là từ sự phân hủy và bốc hơi của các chất thải vật nuôi Các hoạt động sản xuất nông nghiệp (chăn nuôi, sử dụng phân bón) đã được xác định là các nguồn lớn thải khí NH3 ra môi trường Số lượng của đàn vật nuôi đã và đang tăng đáng kể, cũng tương tự là sự phát thải của NH3 từ phân bón nitơ (Sutton et al, 1993 [24])

Nitơ được thải ra ở dạng ure (động vật có vú) hoặc axit uric (chim) và NH3, nitrogen hữu cơ trong phân và nước tiểu của vật nuôi Để biến ure hoặc axit uric thành NH3 cần có enzyme urease Sự biến đổi này xảy ra rất nhanh, thường là trong ít ngày Biến đổi các dạng phức hợp nitrogen hữu cơ trong phân xảy ra chậm hơn (hàng tháng hoặc hàng năm) Trong cả 2 trường hợp, nitrogen được biến đổi thành ammonium (NH4+) trong điều kiện pH axit hoặc trung tính hoặc thành ammoniac (NH3) trong điều kiện pH cao hơn

NH3 thải ra ảnh hưởng lớn tới chất lượng không khí quốc gia, khu vực và toàn cầu Sự tích lũy NH3 trong không khí có thể gây ra sự phì nhiêu nước mặt,

do vậy làm cho tảo độc hại tăng trưởng nhanh và sẽ làm giảm nhiều loài thủy sinh, trong đó có các đối tượng kinh tế Các loài cây trồng nhạy cảm như cà chua, dưa chuột và các loại hoa quả khi được trồng gần khu vực có NH3 thải ra lớn sẽ bị hư hại do NH3 lắng đọng tăng (Van der Eerden et al, 1998 [25])

* Ô nhiễm từ chất thải rắn

Chất thải rắn là hỗn hợp các chất vô cơ, hữu cơ, vi sinh vật, trứng ký sinh trùng có thể gây bệnh cho người và gia súc khác Chất thải rắn gồm phân, thức ăn thừa của vật nuôi, vật liệu lót chuồng, xác súc vật chết…chất thải rắn có độ ẩm từ 56 - 83% tùy theo phân của các loài gia súc gia cầm khác nhau và có tỷ lệ NPK cao (Trương Thanh Cảnh, 2010 [4])

Trong phân có chứa nhiều loại vi khuẩn, virus và trứng ký sinh trùng, trong đó vi khuẩn thuộc họ Enterobacteriacea chiếm đa số với các giống điển

hình như Escherichia, Salmonella, Shigella, Proteus, Klebsiella Trong 1 kg phân có chứa 2000 - 5000 trứng giun sán gồm chủ yếu các loại: Ascaris suum, Oesophagostomum, Trichocephalus (Hoàng Huệ, 1996 [13])

Các vật dụng chăn nuôi hay thú y bị loại bỏ như bào bì, kim tiêm, chai lọ đựng thức ăn, thuốc thú y… cũng là một nguồn dễ gây ô nhiễm môi trường đăc biệt các bệnh phẩm thú y, thuốc khử trùng, bao bì đựng thuốc có thể xếp vào nhóm chất thải nguy hại (Bùi Hữu Đoàn và cs, 2011 [7])

* Ô nhiễm từ nước thải

Chất thải lỏng (nước thải) có độ ẩm cao hơn, trung bình khoảng 93- 98% gồm cả nước tiểu, nước tắm gia súc, nước rửa chuồng và phần phân lỏng hòa tan Trong các loại chất thải của chăn nuôi, chất thải lỏng là loại chất thải có khối lượng lớn nhất Đặc biệt khi lượng nước thải rửa chuồng được hòa chung với nước tiểu của gia súc và nước tắm gia súc

Thành phần nước thải chăn nuôi biến động rất lớn phụ thuộc vào quy mô chăn nuôi, phương pháp vệ sinh, kiểu chuồng trại và chất lượng nước vệ sinh chuồng trại Trong nước thải, nước chiếm 75 - 95%, phần còn lại là các chất hữu cơ, vô cơ và mầm bệnh

Nước thải từ trại chăn nuôi có nồng độ nhu cầu oxy sinh hóa BOD5

thường cao gấp 3 - 5 lần tiêu chuẩn vệ sinh cho phép Nồng độ nhu cầu oxy hóa học COD cao 4 - 6 lần tiêu chuẩn vệ sinh cho phép Như vậy nước thải là một nguồn ô nhiễm nặng nề đối với môi trường Theo Báo cáo tổng kết của Viện chăn nuôi, hầu hết các hộ chăn nuôi đều để nước thải chảy tự do ra môi trường xung quanh gây mùi hôi thối nồng nặc, đặc biệt là vào những ngày oi bức Nồng độ khí H2S và NH3 cao hơn mức cho phép khoảng 30 - 40 lần Tổng số vi sinh vật và bào tử nấm cũng cao hơn mức cho phép rất nhiều lần

Ngoài ra nước thải chăn nuôi còn có chứa Coliform, E.coli,… và trứng giun sán cao hơn rất nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép

Nước tiểu của lợn có thành phần chủ yếu là nước (chiếm 90% khối lượng nước tiểu), ngoài ra còn có hàm lượng nitơ khá cao có thể dùng để bổ sung đạm cho đất và cây trồng

1.3 Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài ở trong nước và trên thế giới

1.3.1 Trong nước

Ở Việt Nam, nước thải chăn nuôi heo được coi là một trong những nguồn nước thải gây ô nhiễm nghiêm trọng Việc mở rộng các khu dân cư xung quanh các xí nghiệp chăn nuôi heo nếu không được giải quyết thỏa đáng

sẽ gây ra ô nhiễm môi trường ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng và gây ra những vấn đề mang tính chất xã hội phức tạp

Từ năm 2000 – 2010 số lượng gia súc, gia cầm biến đổi nhiều, các năm

từ 2006 – 2010 thì số lượng gia súc, gia cầm tăng đáng kể so với năm 2000, tuy nhiên các năm có xu hướng giảm Số lượng lợn tăng mạnh nhất giai đoạn

2003 – 2006 Các năm tiếp theo do dịch bệnh bùng phát mạnh, giá cả không

ổn định nên nhiều hộ đã chăn nuôi ít đi Năm 2010 dịch bệnh tai xanh ở lợn

và cúm H5N1 ở gia cầm đã lây lan rộng và xuất hiện ở nhiều tỉnh thành trên cả nước Tổng số lợn mắc bệnh ở miền Bắc là 36.899 con, trong đó đã có 14.860 lợn chết và tiêu hủy Riêng ở miền Nam, số lợn bị bệnh phải tiêu huỷ trên 150 nghìn con, tiêu thụ thịt đình trệ

Theo Bộ NN&PTNT, tình hình chăn nuôi năm 2017 gặp nhiều biến động, đặc biệt là giá thịt lợn giảm sâu từ đầu năm khiến người chăn nuôi chịu thua lỗ Sau nhiều tháng chạm đáy, giá lợn hơi những tháng cuối năm đang có dấu hiệu tăng trở lại nhưng vẫn không đủ để người chăn nuôi có lãi Tình trạng giá thấp kéo dài, khó khăn trong khâu tiêu thụ khiến người chăn nuôi lợn giảm đàn, bỏ

đàn, treo chuồng Tuy nhiên, chăn nuôi gia cầm và bò vẫn đang phát triển khá tốt và ổn định Theo kết quả điều tra chăn nuôi kỳ 01/10/2017, đàn lợn cả nước

có 27,4 triệu con, giảm 5,7%, sản lượng thịt lợn hơi xuất chuồng đạt 3,7 triệu tấn, tăng 1,9% Đàn gia cầm cả nước ước có 385,5 triệu con, tăng khoảng 6,6%, sản lượng thịt gia cầm hơi xuất chuồng đạt 1,03 triệu tấn, tăng 7,3%, sản lượng trứng gia cầm đạt 10,6 triệu quả, tăng 12,6% (Mai Thế Hào, 2017 [9]) Nhiều nghiên cứu trong lĩnh vực xử lý nước thải chăn nuôi heo đang được hết sức quan tâm vì mục tiêu giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường, đồng thời với việc tạo ra năng lượng mới Các nghiên cứu về xử lý nước thải chăn nuôi heo ở Việt Nam đang tập trung vào hai hướng chính, hướng thứ nhất là sử dụng các thiết bị yếm khí tốc độ thấp như bể lên mem tạo khí Biogas kiểu Trung Quốc, Ấn độ, Việt Nam, hoặc dùng các túi PE Phương hướng thứ nhất nhằm mục đích xây dựng kỹ thuật xử lý yếm khí nước thải chăn nuôi heo trong các hộ gia đình chăn nuôi heo với số đầu heo không nhiều Hướng thứ hai là xây dựng quy trình công nghệ và thiết bị tương đối hoàn chỉnh, đồng bộ nhằm áp dụng trong các xí nghiệp chăn nuôi mang tính chất công nghiệp Trong các nghiên cứu về quy trình công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi heo công nghiệp đã đưa ra một số kiến nghị sau:

Công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi công nghiệp có thể tiến hành như sau: (1) xử lý cơ học: lắng 1; (2) xử lý sinh học: bắt đầu bằng sinh học kị khí UASB, tiếp theo là sinh học hiếu khí (Aerotank hoặc hồ sinh học); (3) khử trùng trước khi thải ra ngoài môi trường

Nhìn chung những nghiên cứu của chúng ta đã đi đúng hướng, tiếp cận được công nghệ thế giới đang quan tâm nhiều Tuy nhiên số lượng nghiên cứu

và chất lượng các nghiên cứu của chúng ta còn cần được nâng cao hơn, nhằm nhanh chóng được áp dụng trong thực tế sản xuất

Hình 1.1 Hệ thống xử lý chất thải chăn nuôi heo phổ biến

* Trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh:

Trong những năm qua, tỉnh Quảng Ninh đã quan tâm nhiều đến vấn đề

xử lý môi trường trong chăn nuôi Cụ thể, từ năm 2008-2014, tỉnh thực hiện

Dự án khí sinh học cho ngành chăn nuôi Quảng Ninh (do Bộ NN&PTNT và

Tổ chức hợp tác phát triển Hà Lan thực hiện) Dự án này, ngân sách Trung ương hỗ trợ 5,1 tỷ đồng, ngân sách tỉnh hỗ trợ gần 13 tỷ đồng, nhân dân đóng góp khoảng 83 tỷ đồng Nhờ đó, giai đoạn 2008-2014, toàn tỉnh đã thực hiện

được gần 3.712 công trình biogas Năm 2015-2017, tỉnh bỏ kinh phí tiếp tục triển khai Dự án với chỉ tiêu hoàn thành 2.359 công trình khí sinh học và từ năm 2015 đến nay, toàn tỉnh đã có 804 công trình hoàn thành Ngoài các công trình biogas từ Dự án khí sinh học cho ngành chăn nuôi do Trung ương và tỉnh thực hiện, ở các địa phương còn nhiều công trình biogas do người dân tự đầu tư xây dựng Tất cả các công trình này khi đưa vào sử dụng đều phát huy hiệu quả, góp phần giải quyết tình trạng ô nhiễm môi trường do chất thải chăn nuôi của người dân gây ra, hạn chế dịch bệnh cho người và vật nuôi; tạo sản phẩm phân bón sạch và cung cấp nguồn năng lượng cho nhiều gia đình

Mặc dù vậy, việc xử lý chất thải chăn nuôi trên địa bàn tỉnh mới chỉ giải quyết được một phần nhỏ Theo Chi cục Thú y (Sở NN&PTNT), trong 6 tháng đầu năm 2016, toàn tỉnh có gần 200 gia trại, trang trại chăn nuôi gia súc, gia cầm và hàng nghìn hộ chăn nuôi nhỏ lẻ với số lượng duy trì khoảng 46.800 con trâu, 22.790 con bò, hơn 395.000 con lợn và hơn 2.761.000 con gia cầm Ước tính chăn nuôi xả thải trên địa bàn tỉnh khoảng 650 tấn chất thải rắn/ngày đêm, chưa kể lượng nước tiểu gia súc Như vậy với số công trình biogas hiện có thì chỉ hơn 30% số chất thải rắn trong chăn nuôi được xử lý qua hệ thống Biogas, số còn lại một phần người dân ủ phân bón cho đồng ruộng, nhưng vẫn còn lượng không nhỏ xả thẳng ra môi trường Theo Dự án khí sinh học của tỉnh thì đến hết năm 2017 tỉnh hỗ trợ các hộ chăn nuôi xây dựng khoảng 1.560 công trình biogas nữa Tuy nhiên, với số lượng này, chắc chắn cũng chỉ giúp xử lý thêm một phần chất thải trong chăn nuôi, trong khi

số lượng gia súc, gia cầm trên địa bàn ngày càng gia tăng và số hộ chăn nuôi nhỏ lẻ trong khu dân cư cũng không hề giảm

Để giải bài toán xử lý chất thải trong chăn nuôi, ngoài đầu tư xây dựng hệ thống biogas theo chương trình, các địa phương cần tuyên truyền nâng cao nhận thức của người dân về bảo vệ môi trường; đồng thời hướng dẫn các hộ chăn nuôi nhỏ lẻ xử lý chất thải bằng phương pháp khác, như: Xử lý bằng men

sinh học; xử lý bằng đệm lót sinh học Các phương pháp này phù hợp với quy

mô chăn nuôi nhỏ, giá cả đầu tư hợp lý, không vượt quá khả năng của người dân Bên cạnh đó, tỉnh cần đẩy mạnh quy hoạch chăn nuôi trên địa bàn một cách phù hợp, yêu cầu các địa phương quản lý cơ sở chăn nuôi chặt chẽ Khi xây dựng trang trại chăn nuôi cần phải đủ xa khu vực nội thành, nội thị, khu đông dân cư và phải được đánh giá tác động môi trường trước khi xây dựng trang trại Có như vậy mới tạo được sự hài hoà giữa phát triển chăn nuôi và bảo vệ môi trường, nhất là ở các vùng nông thôn, miền núi trên địa bàn (Thu Nguyệt, 2016 [15]

1.3.2 Trên Thế giới

Cơ sở chăn nuôi quy mô nhỏ lẻ

Nuôi thả, chuông hở

Hệ thống nuôi

trên sàn

Kho chứa chất thải rắn

Ruộng, cánh đồng

Hình 1.2: Mô hình quản lý chất thải rắn chăn nuôi trên thế giới

Ở Châu Á, các nước như: Trung Quốc, Thái Lan,… là những nước có ngành chăn nuôi công nghiệp lớn trong khu vực nên rất quan tâm đến vấn đề

xử lý nước thải chăn nuôi

Theo đánh giá FAO, Châu Á sẽ trở thành khu vực sản xuất và tiêu dùng các sản phẩm chăn nuôi lớn nhất Chăn nuôi ở Việt Nam, giống như các nước trong khu vực phải duy trì mức tăng trưởng cao nhằm đáp ứng đủ nhu cầu tiêu dùng trong nước và từng bước hướng tới xuất khẩu Trong những năm gần đây, ngành chăn nuôi Việt Nam đã phát triển đáng kể Hiện nay, ngành chăn nuôi nước ta có sản lượng thịt lợn đứng thứ nhất khu vực Đông Nam Á (chiếm 42,2%), thứ 2 châu Á (chiếm 5%), thứ 6 thế giới (chiếm 2,8%) Sản lượng thịt vịt đứng thứ 2 khu vực Đông Nam Á (chiếm 22,4%) Trong những năm qua, tốc độ tăng trưởng của nông nghiệp của nước ta đạt khá, giai đoạn

2006 – 2010 tốc độ chăn nuôi đạt 8,5%/năm, trồng trọt đạt 4,1%/năm

Nhiều nhà nghiên cứu Trung Quốc đã tìm ra nhiều công nghệ xử lý nước thải thích hợp như là:

Trong lĩnh vực nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi heo tại Thái Lan thì trường đại học Chiang Mai đã có nhiều đóng góp rất lớn

- HYPHI (hệ thống xử lý tốc độ cao kết hợp với hệ thống chảy nút): hệ thống HYPHI gồm có thùng lắng, bể chảy nút và bể UASB Phân heo được

tách làm 2 đường, đường thứ nhất là chất lỏng có ít chất rắn tổng số, còn đường thứ hai là phần chất rắn với nồng độ chất rắn tổng số cao, kỹ thuật này

đã được xây dựng cho các trại heo trung bình và lớn

Ở Nga các nhà nghiên cứu cũng nghiên cứu xử lý nước thải phân heo, phân bò dưới các điều kiện ưa lạnh và ưa nóng trong điều kiện khí hậu ở Nga Một số tác giả Úc cho rằng chiến lược giải quyết vấn đề xử lý nước thải chăn nuôi heo là sử dụng kỹ thuật SBR (sequencing batch reactor) Ở Ý đối với các loại nước thải giàu Nitơ và Phospho như nước thải chăn nuôi heo thì các phương pháp xử lý thông thường không thể đạt được các tiêu chuẩn cho phép về hàm lượng về Nitơ và Phospho trong nước ra sau xử lý Công nghệ

xử lý nước thải chăn nuôi giàu chất hữu cơ ở Ý đưa ra là SBR có thể giảm trên 97% nồng độ COD, Nitơ, Phospho

Nhận xét chung về công nghệ xử lý nước thải giàu chất hữu cơ sinh học trên thế giới là áp dụng tổng thể và đồng bộ các thành tựu kỹ thuật lên men yếm khí, lên men hiếu khí và lên men thiếu khí, nhằm đáp ứng các yêu cầu kinh tế xã hội và bảo vệ môi trường Trên cơ sở đó có thể đề xuất ra những giải pháp kỹ thuật phù hợp với từng điều kiện sản xuất cụ thể Sơ đồ khái quát sau đây là cơ sở lựa chọn mô hình xử lý thích hợp

1.4 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi lợn

Theo nghiên cứu của Nguyễn Đình Bảng (2004) [1], việc xử lý nước thải chăn nuôi heo nhằm giảm nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải đến một nồng độ cho phép có thể xả vào nguồn tiếp nhận Việc lựa chọn phương pháp làm sạch và lựa chọn quy trình xử lý nước phụ thuộc vào các yếu tố như:

- Các yêu cầu về công nghệ và vệ sinh nước

- Lưu lượng nước thải

- Các điều kiện của trại chăn nuôi

- Hiệu quả xử lý

Đối với nước thải chăn nuôi, có thể áp dụng các phương pháp sau:

1.4.1 Phương pháp xử lý cơ học

Mục đích là tách chất rắn, cặn, phân ra khỏi hỗn hợp nước thải bằng cách thu gom, phân riêng Có thể dùng song chắn rác, bể lắng sơ bộ để loại bỏ cặn thô, dễ lắng tạo điều kiện thuận lợi và giảm khối tích của các công trình xử lý tiếp theo Ngoài ra có thể dùng phương pháp ly tâm hoặc lọc Hàm lượng cặn

lơ lửng trong nước thải chăn nuôi khá lớn (khoảng vài ngàn mg/L) và dễ lắng nên có thể lắng sơ bộ trước rồi đưa sang các công trình xử lý phía sau

Sau khi tách, nước thải được đưa sang các công trình phía sau, còn phần chất rắn được đem đi ủ để làm phân bón

1.4.2 Phương pháp xử lý hóa lý

Nước thải chăn nuôi còn chứa nhiều chất hữu cơ, chất vô cơ dạng hạt có kích thước nhỏ, khó lắng, khó có thể tách ra bằng các phương pháp cơ học thông thường vì tốn nhiều thời gian và hiệu quả không cao Ta có thể áp dụng phương pháp keo tụ để loại bỏ chúng Các chất keo tụ thường sử dụng là phèn nhôm, phèn sắt, phèn bùn,… kết hợp với polymer trợ keo tụ để tăng quá trình keo tụ

Nguyên tắc của phương pháp này là: cho vào trong nước thải các hạt keo mang điện tích trái dấu với các hạt lơ lửng có trong nước thải (các hạt có nguồn gốc silic và chất hữu cơ có trong nước thải mang điện tích âm, còn các hạt nhôm hidroxid và sắt hidroxi được đưa vào mang điện tích dương) Khi thế điện động của nước bị phá vỡ, các hạt mang điện trái dấu này sẽ liên kết lại thành các bông cặn có kích thước lớn hơn và dễ lắng hơn

Theo nghiên cứu của Trương Thanh Cảnh (2010) tại trại chăn nuôi heo 2/9: phương pháp keo tụ có thể tách được 80-90% hàm lượng chất lơ lửng có trong nước thải chăn nuôi heo (Trương Thanh Cảnh, 2010 [4])

Ngoài keo tụ còn loại bỏ được P tồn tại ở dạng PO43- do tạo thành kết tủa AlPO4 và FePO4

Phương pháp này loại bỏ được hầu hết các chất bẩn có trong nước thải chăn nuôi Tuy nhiên chi phí xử lý cao Áp dụng phương pháp này để xử lý nước thải chăn nuôi là không hiệu quả về mặt kinh tế

Ngoài ra, tuyển nổi cũng là một phương pháp để tách các hạt có khả năng lắng kém nhưng có thể kết dính vào các bọt khí nổi lên Tuy nhiên chi phí đầu tư, vận hành cho phương pháp này cao, cũng không hiệu quả về mặt kinh tế đối với các trại chăn nuôi

CxHyOz + O2 + NH3 Enzyme → 

Tế bào vi khuẩn (C5H7O2N) + CO2 + H2O - OH Phân hủy nội bào:

C5H7O2N + O2 Enzyme → 

5CO2 + 2H2O + NH3 + OH

1.4.3.2 Phương pháp xử lý kỵ khí

Sử dụng vi sinh vật kỵ khí, hoạt động trong điều kiện yếm khí không hoặc có lượng O2 hòa tan trong môi trường rất thấp, để phân hủy các chất hữu cơ

Bốn giai đoạn xảy ra đồng thời trong quá trình phân hủy kỵ khí:

a. Thủy phân: Trong giai đoạn này, dưới tác dụng của enzyme do vi khuẩn tiết ra, các phức chất và các chất không tan (như polysaccharide, protein, lipid) chuyển hóa thành các phức chất đơn giản hơn hoặc chất hòa tan (như đường, các acid amin, acid béo)

b. Acid hóa: Trong giai đoạn này, vi khuẩn lên men chuyển hóa các chất hòa tan thành chất đơn giản như acid béo dễ bay hơi, rượu, acid lactic, methanol, CO2, H2, NH3, H2S và sinh khối mới

c. Acetic hóa: Vi khuẩn acetic chuyển hóa các sản phẩm của giai đoạn acid hóa thành acetat, H2, CO2 và sinh khối mới

d. Methane hóa: Đây là giai đoạn cuối của quá trình phân hủy kỵ khí Acid acetic, H2, CO2, acid formic và methanol chuyển hóa thành methane,

CO2 và sinh khối mới

1.4.3.3 Các hệ thống xử lý bằng phương pháp sinh học

a Hồ sinh học

Người ta có thể ứng dụng các quy trình tự nhiên trong các ao, hồ để xử

lý nước thải Trong các hồ, hoạt động của vi sinh vật hiếu khí, kỵ khí, quá trình cộng sinh của vi khuẩn và tảo là các quá trình sinh học chủ đạo Các quá trình lý học, hóa học bao gồm các hiện tượng pha loãng, lắng, hấp phụ, kết tủa, các phản ứng hóa học … cũng diễn ra tại đây Việc sử dụng ao hồ để xử

lý nước thải có ưu điểm là ít tốn vốn đầu tư cho quá trình xây dựng, đơn giản trong vận hành và bảo trì Tuy nhiên, do các cơ chế xử lý diễn ra với tốc độ tự nhiên (chậm) do đó đòi hỏi diện tích đất rất lớn Hồ sinh học chỉ thích hợp với

nước thải có mức độ ô nhiễm thấp Hiệu quả xử lý phụ thuộc sự phát triển của

vi khuẩn hiếu khí, kỵ khí, tùy nghi, cộng với sự phát triển của các loại vi nấm, rêu, tảo và một số loài động vật khác nhau

Hệ hồ sinh học có thể phân loại như sau:

(1) Hồ hiếu khí (Aerobic Pond); (2)Hồ tùy nghi (Facultative Pond); (3)

Hồ kỵ khí (Anaerobic Pond); (4) Hồ xử lý bổ sung

1.4.3.4 Ứng dụng thực vật nước để xử lý nước thải

Thực vật nước thuộc loài thảo mộc, thân mềm Quá trình quang hợp của các loài thủy sinh hoàn toàn giống các thực vật trên cạn Vật chất có trong nước sẽ được chuyển qua hệ rễ của thực vật nước và đi lên lá Lá nhận ánh sáng mặt trời để tổng hợp thành vật chất hữu cơ Các chất hữu cơ này cùng với chất khác xây dựng nên tế bào và tạo ra sinh khối Thực vật chỉ tiêu thụ các chất vô

cơ hòa tan Vi sinh vật sẽ phân hủy các hợp chất hữu cơ và chuyển chúng thành các chất và hợp chất vô cơ hòa tan để thực vật có thể sử dụng chúng để tiến hành trao đổi chất Quá trình vô cơ hóa bởi VSV và quá trình hấp thụ các chất vô cơ hòa tan bởi thực vật nước tạo ra hiện tượng giảm vật chất có trong nước Vì vậy người ta ứng dụng thực vật nước để xử lý nước thải

Vô cơ hóa Quang hợp

Các chất hữu cơ Các chất vô cơ hòa tan Sinh khối thực vật

Sinh khối vi sinh vật

Hình 1.3: Quá trình VSV tạo ra sinh khối từ chất hữu cơ

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

2.2 Địa điểm, thời gian nghiên cứu

2.2.1 Địa điểm nghiên cứu tại huyện Ba Chẽ

Các trang trại chăn nuôi lợn quy mô hộ gia đình, các hộ chăn nuôi nhỏ lẻ tại huyện Ba Chẽ, tỉnh Quảng Ninh

2.2.2 Thời gian nghiên cứu

- Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 6/2017 - 6/2018

2.3 Nội dung nghiên cứu

Nội dung 1: Đánh giá tình hình phát triển và công tác quản lý chất thải chăn nuôi lợn tại các trang trại huyện Ba Chẽ, tỉnh Quảng Ninh

Nội dung 2: Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi bằng hầm Biogas tại một số trong chăn nuôi lợn trên địa bàn huyện

Nội dung 3: Đánh giá nhận thức của người dân về việc xử lý chất thải chăn nuôi và các yếu tố ảnh hưởng đến việc áp dụng biện pháp xử lý trên địa bàn huyện Ba Chẽ

Nội dung 4: Đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý, xử lý chất thải nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường trong các trang trại chăn nuôi lợn trong điều kiện thực tế tại huyện Ba Chẽ, tỉnh Quảng Ninh

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp

- Số liệu thứ cấp được thu thập tại các phòng ban chức năng: Phòng Nông nghiệp và Phát triển nông thôn huyện Ba Chẽ, Trung tâm Dịch vụ Kỹ thuật nông nghiệp huyện, Ủy ban nhân dân huyện và UBND các xã, thị trấn, Hội nông dân các cấp… Báo cáo tình hình Kinh tế – Xã hội huyện Ba Chẽ;

Kế hoạch phát triển ngành nông nghiệp, nông thôn của huyện; Đề án, phương

án giảm thiêu ô nhiễm môi trường bằng công nghệ sinh học, chế phẩm sinh học trong chăn nuôi lợn và một số tài liệu thống kê về số vật nuôi của các hộ gia đình chăn nuôi lợn trên địa bàn huyện Ba Chẽ, tỉnh Quảng Ninh

- Thông tin, số liệu về hệ số phát sinh nước tiểu, phân của một số loại gia súc, đặc tính nước thải, lượng phân lợn thải ra theo lứa tuổi khác nhau, thực trạng phát sinh và xử lý chất thải chăn nuôi từ sách báo, tạp chí khoa học đã công bố, được xuất bản từ thư viện khoa Môi trường, thư viện trường Đại học Nông lâm, một số thư viện điện tử, website, các báo cáo của các cơ quan chuyên môn thuộc Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, số liệu từ Cục chăn nuôi, Tổng cục thống kê liên quan đến chăn nuôi

- Thu thập thông tin liên quan tới đề tài và một số phương pháp xử lý,

mô hình xử lý chất thải chăn nuôi qua sách báo, mạng internet

2.4.2 Phương pháp điều tra khảo sát thực địa

Đi khảo sát thực tế tại các hộ gia đình chăn nuôi lợn tại huyện Ba Chẽ, chụp ảnh, ghi chép lại các thông tin liên quan đến quá trình phát sinh, xử lý chất thải Thông qua quá trình điều tra, khảo sát thực địa sẽ chọn các hộ gia đình chăn nuôi để tiến hành phỏng vấn và lấy mẫu nước thải phân tích

2.4.3 Phương pháp điều tra phỏng vấn

Điều tra, phỏng vấn trực tiếp với bộ câu hỏi chuẩn bị trước thông qua phiếu điều tra với nội dung: