Luận văn thạc sĩ đánh giá thực trạng ô nhiễm nước thải chăn nuôi lợn tại xã hoàng khai, huyện yên sơn, tỉnh tuyên quang và kiểm soát ô nhiễm bằng cỏ vetiver (vetiveria zizanioides l )​

Tuy nhiên, các trang trại chăn nuôi lợn cũng ảnh hưởng xấu đến chấtlượng môi trường xung quanh bởi các loại chất thải rắn, lỏng và khí phát sinh ngàycàng nhiều và không được xử lý triệt

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

–––––––––––––––––––––––––

BÙI THỊ HƯƠNG THƠM

ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG Ô NHIỄM NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN TẠI XÃ HOÀNG KHAI, HUYỆN YÊN SƠN, TỈNH TUYÊN QUANG VÀ KIỂM SOÁT Ô

NHIỄM BẰNG CỎ VETIVER (Vetiveria zizanioides L.)

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

THÁI NGUYÊN - 2020

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

–––––––––––––––––––––––––

BÙI THỊ HƯƠNG THƠM

ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG Ô NHIỄM NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN TẠI XÃ HOÀNG KHAI, HUYỆN YÊN SƠN, TỈNH TUYÊN QUANG VÀ KIỂM SOÁT Ô

NHIỄM BẰNG CỎ VETIVER (Vetiveria zizanioides L.)

Ngành: Sinh thái học

Mã Số: 8.42.01.20

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS LƯƠNG THỊ THÚY VÂN

THÁI NGUYÊN - 2020

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của TS Lương Thị Thúy Vân Các tài liệu trích dẫn trong luận văn đều có nguồn gốc rõ ràng Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác.

Thái Nguyên, tháng 6 năm 2020

Tác giả

Bùi Thị Hương Thơm

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài luận văn thạc sĩ chuyên ngành Sinh thái học, tại khoa Sinh học Trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên, tôi đã nhận được sự ủng hộ, giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo, các đồng nghiệp, bạn bè và gia đình.

Trước tiên tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc nhất đến cô giáo hướng dẫn

TS Lương Thị Thúy Vân đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt những kiến thức,

kinh nghiệm quý báu để tôi có thể hoàn thành luận văn này.

Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến Ban giám hiệu trường Đại học Sư phạm, phòng quản lý Đào tạo Sau Đại học, tập thể các thầy cô giáo khoa Sinh học Trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên, đã nhiệt tình giảng dạy

và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình tôi học tập và nghiên cứu tại trường.

Tôi xin trân trọng cảm ơn Sở Giáo dục & Đào tạo tỉnh Tuyên Quang, BGH trường THPT Nguyễn Văn Huyên đã tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tôi trong thời gian tôi đi học.

Tôi chân thành cảm ơn UBND xã Hoàng Khai, các chủ trang trại chăn nuôi lợn tại xã Hoàng Khai - huyện Yên Sơn - tỉnh Tuyên Quang đã tạo điều kiện giúp đỡ khi tôi thực hiện nghiên cứu đề tài tại địa phương.

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới toàn thể gia đình, bạn

bè và đồng nghiệp đã luôn cổ vũ, động viên tôi trong suốt thời gian qua.

Trong quá trình thực hiện luận văn, do còn hạn chế về mặt thời gian, kinh phí cũng như trình độ chuyên môn nên không tránh khỏi những thiếu sót Rất mong nhận được những ý kiến quý báu của thầy cô giáo, các nhà khoa học, cùng bạn bè, đồng nghiệp.

Tôi xin trân trọng cảm ơn!

Thái Nguyên, tháng 6 năm 2020

Tác giả

Bùi Thị Hương Thơm

MỤC LỤC

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục chữ viết tắt v

Danh mục các bảng vi

Danh mục các hình vii

MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn đề 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Ý nghĩa của đề tài 3

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 Tổng quan về hiện trạng chăn nuôi lợn và các vấn đề môi trường liên quan 4

1.1.1 Tình hình chăn nuôi lợn 4

1.1.2 Đặc tính của nước thải chăn nuôi 9

1.1.3 Thực trạng và nguyên nhân ô nhiễm môi trường chăn nuôi tại Việt Nam 11

1.1.4 Các phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi 13

1.2 Tổng quan về công nghệ sử dụng thực vật trong xử lý nước thải 14

1.2.1 Khái niệm 14

1.2.2 Vai trò của thực vật thuỷ sinh trong xử lý nước thải 15

1.3 Tình hình nghiên cứu kiểm soát nước thải chăn nuôi bằng thực vật trên thế giới và Việt Nam 18

1.3.1 Tình hình nghiên cứu về nước thải chăn nuôi lợn trên thế giới 18

1.3.2 Tình hình nghiên cứu về nước thải chăn nuôi lợn tại Việt Nam 19

1.4 Giới thiệu về cỏ Vetiver và tiềm năng sử dụng trong kiểm soát ô nhiễm nước thải .20

1.4.1 Vài nét về cỏ Vetiver 20

1.4.2 Tiềm năng ứng dụng cỏ Vetiver trong kiểm soát ô nhiễm 22

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25

2.1 Đối tượng nghiên cứu 25

2.2 Vị trí và thời gian nghiên cứu 25

2.2.1 Vị Trí nghiên cứu 25

2.2.2 Thời gian nghiên cứu 27

2.3 Nội dung nghiên cứu 27

2.4 Phương pháp nghiên cứu 27

2.4.1 Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu 27

2.4.2 Phương pháp điều tra, đánh giá chất lượng môi trường tại một số trang trại lợn .28

2.4.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm đánh giá khả năng giảm thiểu ô nhiễm nước thải chăn nuôi của cỏ Vetiver 28

2.4.5 Phương pháp tính hiệu suất xử lý ô nhiễm của cỏ Vetiver 33

2.4.6 Phương pháp phân tích và xử lý số liệu 33

Chương 3: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN - KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 34

3.1 Điều kiện tự nhiên 34

3.2 Điều kiện kinh tế xã hội 34

3.2.1 Diện tích, dân số 34

3.2.2 Hiện trạng phát triển kinh tế - xã hội 35

Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 38

4.1 Kết quả đánh giá thực trạng chất lượng môi trường tại một số trang trại ở xã Hoàng Khai - huyện Yên Sơn - tỉnh Tuyên Quang 38

4.1.1 Ảnh hưởng của các yếu tố xã hội đến đến môi trường chăn nuôi lợn tại xã Hoàng Khai - huyện Yên Sơn - tỉnh Tuyên Quang 38

4.1.2 Thực trạng chất lượng nước thải chăn nuôi lợn tại một số trang trại ở xã Hoàng Khai - huyện Yên Sơn - tỉnh Tuyên Quang 43

4.2 Nghiên cứu khả năng giảm thiểu ô nhiễm nước thải chăn nuôi lợn bằng cỏ Vetiver tại xã Hoàng Khai - huyện Yên Sơn - tỉnh Tuyên Quang 47

4.2.1 Kết quả đánh giá khả năng sinh trưởng của cỏ Vetiver trong nước thải chăn nuôi lợn 47

4.2.2 Khả năng kiểm soát các chỉ số ô nhiễm trong nước thải chăn nuôi 50

4.2.3 Đánh giá khả năng kiểm soát ô nhiễm nước thải chăn nuôi lợn của cỏ Vetiver .61

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 PHỤ LỤC

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Khí sinh họcNông nghiệp và Phát triểnnông thôn

Quy chuẩn cho phépTổng Nitơ

Tổng Phốt phoTổng chất rắn lơ lửngThực vật thủy sinh

Ủy ban nhân dân

Ô nhiễm môi trường

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Tổng đàn và sản lượng thịt hơi xuất chuồng 4

Bảng 1.2 Tổng số lượng lợn qua các năm 6

Bảng 1.3 Sản lượng thịt lợn hơi qua các năm 7

Bảng 1.4 Số lượng lợn phân bố theo các huyên, thành phố tại Tuyên Quang 9

Bảng 2.1 Phương pháp bảo quản mẫu trước khi phân tích 31

Bảng 2.2 Các phương pháp phân tích và tiêu chuẩn phân tích 31

Bảng 4.1 Chất lượng nước thải chăn nuôi tại xã Hoàng Khai huyện Yên Sơn -tỉnh Tuyên Quang 43

Bảng 4.2 Chất lượng môi trường xung quanh các trang trại chăn nuôi lợn xã Hoàng Khai - huyện Yên Sơn - tỉnh Tuyên Quang 46

Bảng 4.3 Thông số môi trường tại xã Hoàng Khai - huyện Yên Sơn - tỉnh Tuyên Quang 48

Bảng 4.4 Sự thay đổi pH trong thời gian thí nghiệm của từng loại nước thải khác nhau 50

Bảng 4.5 Sự thay đổi giá trị DO trong thời gian thí nghiệm của từng loại nước thải khác nhau 52

Bảng 4.6 Sự thay đổi giá trị COD trong thời gian thí nghiệm của từng loại nước thải khác nhau 53

Bảng 4.7 Sự thay đổi giá trị T-N trong thời gian thí nghiệm của từng loại nước thải khác nhau 55

Bảng 4.8 Sự thay đổi giá trị T-P trong thời gian thí nghiệm của từng loại nước thải khác nhau 57

Bảng 4.9 Sự thay đổi giá trị TSS trong thời gian thí nghiệm của từng loại nước thải khác nhau 59

Bảng 4.10 Chất lượng nước trước và sau khi xử lý bằng cỏ Vetiver 63

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1 Cỏ Vetiver 25

Hình 2.2 Mô hình xử lý nước thải tại các trang trại chăn nuôi xã Hoàng Khai 25

Hình 2.3 Vị trí các trang trại chăn nuôi lợn 27

Hình 2.4 Thí nghiệm khảo sát khả năng sinh trưởng của cỏ Vetiver trong môi

trường nước thải chăn nuôi 29

Hình 4.1 Công nghệ xử lý áp dụng tại các trang trại chăn nuôi lợn xã Hoàng Khai

39

Hình 4.2 Mức đáp ứng yêu cầu bảo vệ môi trường 39

Hình 4.3 Công tác vệ sinh môi trường tại chuồng trại 40

Hình 4.5 Đánh giá chất lượng môi trường xung quanh các trang trại chăn nuôi lợn

41

Hình 4.6 Mức độ quan tâm của chính quyền địa phương 41

Hình 4.7 Mức độ quan tâm của cộng đồng 42

Hình 4.8 Hiện trạng ô nhiễm môi trường tại một số thủy vực xã Hoàng Khai

-huyện Yên Sơn - tỉnh Tuyên Quang 47

Hình 4.1 Sinh khối thu được sau 4 tuần thí nghiệm với các môi trường nước

Hình 4.4 Sự thay đổi giá trị COD trong thời gian thí nghiệm của từng loại

nước thải khác nhau 54

Hình 4.5 Sự thay đổi giá trị T-N trong thời gian thí nghiệm của từng loại nước

Hình 4.8 Mô hình đề xuất kiểm soát ô nhiễm nước thải chăn nuôi lợn tại các

trang trại xã Hoàng Khai - huyện Yên Sơn - tỉnh Tuyên Quang 62

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Hiện nay, việc hình thành và phát triển mạnh các trang trại chăn nuôi lợn ởnước ta đã đem lại hiệu quả kinh tế cao, tăng năng suất lao động và thu nhập củangười nông dân Tuy nhiên, các trang trại chăn nuôi lợn cũng ảnh hưởng xấu đến chấtlượng môi trường xung quanh bởi các loại chất thải rắn, lỏng và khí phát sinh ngàycàng nhiều và không được xử lý triệt để Do đó, việc nghiên cứu, đánh giá tình hình

xử lý chất thải tại các trang trại chăn nuôi lợn là nhiệm vụ cấp bách để bảo đảm pháttriển ngành chăn nuôi một cách bền vững

Xã Hoàng Khai, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang là một xã nền nông nghiệpchiếm tỉ trọng cao trong cơ cấu kinh tế Trong đó, chăn nuôi lợn đóng vai trò quantrọng giúp tăng thu nhập của người dân Tuy nhiên do phần lớn là chăn nuôi theo quy

mô vừa và nhỏ nên các vấn đề môi trường chưa được thực sự quan tâm Thực trạng ônhiễm môi trường do chất thải chăn nuôi lợn đang đe dọa nghiêm trọng đến sức khỏe

và kinh tế của người dân địa phương Trong những năm gần đây, chính quyền địaphương đã quan tâm nhiều hơn đến việc xử lý chất thải chăn nuôi lợn Phần lớn cáctrang trại trên địa bàn đều có hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi bằng công nghệbiogas Đây là công nghệ có ưu điểm về chi phí vận hành và có thể tận dụng khíbiogas để làm nhiên liệu đốt Tuy nhiên, thực tế vận hành cho thấy, phương pháp xử

lý biogas chưa đạt hiệu quả cao Chất lượng nước thải ra môi trường vượt quy chuẩnnhiều lần Một số công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi đã được xem xét thay thế hoặc

bổ sung như xử lý yếm khí, hiếu khí, thiếu-hiếu khí kết hợp cho thấy hiệu quả caonhưng lại khó áp dụng, đặc biệt trong quy mô vừa và nhỏ do chi phí xây dựng và vậnhành cao Đối với những hộ nuôi để có thể chấp nhận công nghệ xử lý nước thải đòihỏi công nghệ phải có chi phí đầu tư, vận hành thấp, ít phải sửa chữa, bảo dưỡng

Công nghệ sinh thái sử dụng thực vật thủy sinh đã được áp dụng để xử lý nướcthải chăn nuôi ở nhiều nơi [52, 43, 2] Đây được đánh giá là công nghệ có chi phí xâydựng, vận hành thấp, thân thiện với môi trường, đồng thời hiệu suất xử lý khá cao Điềunày đã được chứng minh trong kết quả của nhiều nghiên cứu trước đây [21] Thực vật

thủy sinh (TVTS) không những làm giảm nồng độ chất lơ lửng, chất hữu cơ mà còn

có khả năng xử lý tốt chất dinh dưỡng, kim loại nặng [46, 36]

Đặc biệt, cỏ Vetiver với nhiều ưu điểm như bộ dễ dài, khả năng hấp thu tốt, cóthể sinh trưởng ở nhiều môi trường khác nhau là một lựa chọn phổ biến trong phươngpháp sử dụng thực vật để xử lý nước thải mỏ [32], nước thải sinh hoạt [33], chăn nuôi[51], nước nuôi trồng thủy sản [29]…

Cỏ Vetiver hoàn toàn có tiềm năng để sử dụng kiểm soát ô nhiễm chất thảichăn nuôi lợn Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý khi sử dụng thực vật để xử lýnước thải là các yếu tố liên quan đến môi trường sống và khả năng hấp thu chất ônhiễm của chúng Tại xã Hoàng Khai, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang, nhu cầuđánh giá, kiểm soát tình hình ô nhiễm nước thải chăn nuôi lợn là rất cấp bách nhưngchưa có nghiên cứu đánh giá cụ thể về tình hình ô nhiễm nước thải chăn nuôi nàođược thực hiện tại địa phương Và đặc biệt chưa có đánh giá nào về sự phù hợp củaphương pháp sử dụng cỏ Vetiver trong kiểm soát ô nhiễm nước thải chăn nuôi lợn,Trong khi đó đây là công nghệ được cho là phù hợp để kiểm soát ô nhiễm ở nhiều địaphương tại Việt Nam [1, 7, 15] Xuất phát từ thực tế đó, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Đánh giá thực trạng ô nhiễm nước thải chăn nuôi lợn tại

xã Hoàng Khai, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang và kiểm soát ô nhiễm

bằng cỏ Vetiver (Vetiveria zizanioides L.)”

2 Mục tiêu nghiên cứu

trường sống tại một số trang trại chăn nuôi lợn ở xã Hoàng Khai, huyện Yên Sơn, tỉnh

- Xác định được khả năng giảm thiểu ô nhiễm nước thải chăn nuôi của cỏ Vetiver

(Vetiveria zizanioides L.).

hướng thân thiện với môi trường, tiết kiệm chi phí công nghệ và đảm bảo nước thải sau xử lýđạt quy chuẩn nước thải Việt Nam, góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường

xung quanh

3 Ý nghĩa của đề tài

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan về hiện trạng chăn nuôi lợn và các vấn đề môi trường liên quan

1.1.1 Tình hình chăn nuôi lợn

1.1.1.1 Tình hình chăn nuôi lợn tại Việt Nam

Ngành chăn nuôi là một bộ phận quan trọng cấu thành của nông nghiệp cũng như

là một nhân tố quan trọng trong nền kinh tế Viêt Nam Tình hình chăn nuôi ở Việt Namphản ánh thực trạng chăn nuôi, sử dụng, khai thác, chế biến và tiêu thụ các sản phẩmđộng vật (súc vật nuôi) và tình hình thị trường liên quan Chăn nuôi Việt Nam có lịch sử

từ lâu đời và đóng góp lớn vào cơ cấu kinh tế, xóa đói giảm nghèo cũng như đời sống từbao năm qua Hiện nay, theo xu thế của một nền kinh tế đang chuyển đổi, chăn nuôi ViệtNam cũng có những bước đi mới và đạt được một số kết quả nhất định

Trong những năm vừa qua, ngành chăn nuôi Việt Nam luôn giữ mức tăngtrưởng cao và ổn định, góp phần vào tăng trưởng chung của toàn ngành nông nghiệp.Tuy nhiên, trong năm 2019, ngành chăn nuôi lợn đã phải đối mặt với bệnh dịch tả lợnchâu phi (DTLCP) xuất hiện và lan rộng Sau khi ổ dịch đầu tiên được phát hiện tạimiền Bắc từ tháng hai, đến tháng 9 dịch đã lan rộng khắp cả 63 tỉnh, thành phố TheoTổng cục Thống kê, tổng đàn lợn cả nước đã sụt giảm mạnh, do đó sản lượng thịt lợnhơi xuất chuồng trong năm 2019 cũng giảm sâu so với năm 2018

Tổng hợp báo cáo từ các tỉnh, thành phố, số lượng đàn lợn, chủng loại và ướcsản lượng thịt lợn năm 2019 như bảng dưới đây

Bảng 1.1 Tổng đàn và sản lượng thịt hơi xuất chuồng

Tại thời điểm tháng 12/2019, tổng đàn lợn của cả nước là 24,9 triệu con, giảm11,5%, trong đó đàn nái là trên 2,7 triệu con, giảm so với năm 2018 là 31,8% Với sốlượng đàn nái như trên sẽ hoàn toàn chủ động được nguồn cung con giống cho việctái đàn lợn.

Sản lượng thịt lợn trong quý IV/2019 giảm nhiều do tháng 5 và 6/2019 làtháng cao điểm của bệnh DTLCP, lợn bị tiêu hủy nhiều (nhất là trong tháng 5 đã cótrên 1,2 triệu con bị tiêu hủy), thay thế đàn rất ít dẫn đến nguồn cung các tháng cuốiquý IV thiếu hụt cùng với diễn biến thị trường quốc tế phức tạp đã khiến giá thịt lợntăng cao và nhanh trong những tháng cuối của Quý IV/2019 Sản lượng thịt lợn năm

2019 đạt gần 3,3 triệu tấn giảm 13,8%

Trong bối cảnh bệnh DTLCP diễn biến rất phức tạp nhưng rất nhiều mô hình chănnuôi an toàn sinh học kết hợp bổ sung chế phẩm trong thức ăn, nước uống, phun trongchuồng, độn chuồng, đảm bảo vẫn giữ được an toàn cho đàn lợn như các mô hình của tậpđoàn Quế Lâm (Thừa Thiên Huế), Công ty Hà Long (Hưng Yên), HTX Hoàng Long (HàNội), Công ty Amafarm (Hưng Yên, Hải Dương), nhiều cơ sở chăn nuôi ở Bắc Giang giữquy mô gần chục nghìn lợn thịt an toàn… Nhiều tỉnh đã chủ động tái đàn lợn rất tốt nhơ

Hà Nội đã tái đàn được 50% số đã tiêu hủy (600 ngàn con), Bắc

Giang tái đàn trên 60%…

Nhìn chung, năm qua là năm khó khăn với ngành chăn nuôi lợn Tuy nhiên vớitầm nhìn phát triển bền vững, ngành chăn nuôi đang được vực dậy và hứa hẹn sẽ cónhững bước phát triển mới trong năm 2020

1.1.1.2 Tình hình chăn nuôi lợn tại tỉnh Tuyên Quang

Chăn nuôi đang tạo nguồn thu nhập chính của nhiều hộ nông dân của tỉnh Tuynhiên, cùng với sự gia tăng đàn vật nuôi thì tình trạng ô nhiễm môi trường do chất thảichăn nuôi cũng đang ở chiều hướng báo động.Tổng đàn lợn trên toàn tỉnh ước tính hiệnnay: 535.180 con, trong đó: Thành phố: 23.000 con; Lâm Bình: 26.000 con; Na Hang:37.816 con; Chiêm Hóa: 118.252 con; Hàm Yên: 71.748 con; Yên Sơn: 121.212 con;Sơn Dương: 137.152 con Chăn nuôi nông hộ, quy mô nhỏ lẻ, phân tán nằm xen khẽtrong khu dân cư chiếm đa số Một số trang trại chăn nuôi theo hình thức công nghiệp,quy mô lớn, hiện đang áp dụng triệt để biện pháp chăn nuôi an toàn sinh học, như:

Công ty TNHH DABACO Tuyên Quang: 35.000 con; Trang trại Nguyễn Thị Định (xã

Kháng Nhật): 4.000 con; Trang trại ông Quỳnh (xã Sơn Nam): 4.000 con; Trang trạiông Sáng (xã Quyết Thắng): 2.500 con; Trang trại ông Sung (xã Hợp thành): 2.500con [11]

Bảng 1.2 Tổng số lượng lợn qua các năm

Số lượng

Tỉ lệ %

Với số lượng đàn lợn tăng nhanh, việc xử lý chất thải chưa được các hộ quan

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

sau biogas Tuy nhiên, những biện pháp hỗ trợ này cũng chỉ góp phần giảm thiểu ônhiễm chứ chưa xử lý được triệt để các chất gây ô nhiễm đạt tiêu chuẩn cho phép Chiphí đầu tư và vận hành để xử lý triệt để các chất gây ô nhiễm rất tốn kém; các biệnpháp hỗ trợ sau biogas lại cần có diện tích đất để xây dựng các ao hồ sinh học, vườncây nhằm tận dụng nước thải làm nước tưới… nên việc đầu tư xây dựng và vận hành

hệ thống xử lý ảnh hưởng nhiều đến lợi nhuận kinh doanh của trang trại Bởi vậy, hầuhết các chủ trang trại đều trốn tránh đầu tư đầy đủ các công trình bảo vệ môi trườngcần thiết Trong khi đó, quản lý Nhà nước về bảo vệ môi trường trong hoạt động chănnuôi chưa được quan tâm đầy đủ, đúng mức ở tất cả các cấp, ngành Lâu nay, trongcác quy hoạch phát triển chăn nuôi của các địa phương hầu như mới quan tâm đếncác chỉ tiêu, giải pháp kinh tế mà chưa có các quy định, giải pháp bảo vệ môi trường

cụ thể, chưa có quy hoạch và tiêu chí quy hoạch vùng chăn nuôi đảm bảo yêu cầu bảo

vệ môi trường Thêm vào đó, nhận thức, ý thức trách nhiệm bảo vệ môi trường củacác chủ trang trại, gia trại còn rất hạn chế

Bảng 1.3 Sản lượng thịt lợn hơi qua các năm

Trong những năm gần đây, sản xuất chăn nuôi trên địa bàn tỉnh Tuyên Quang

đã có những phát triển rõ rệt Tuy nhiên, do dịch bệnh xảy ra thường xuyên cùng với

biến động của thị trường, giá thức ăn chăn nuôi liên tục tăng cao nên ngành chănnuôi của tỉnh Tuyên Quang đã gặp không ít khó khăn.

Cuối tháng 5/2019 tỉnh Tuyên Quang công bố xuất hiện ổ DTLCP đầu tiên.Chỉ hơn 1 tháng sau, 7/7 huyện, thành phố trên địa bàn tỉnh công bố có dịch Tuynhiên, điều đặc biệt là dịch chỉ xảy ra tại các hộ chăn nuôi quy mô nhỏ lẻ, manh mún,việc chăn nuôi đảm bảo an toàn dịch bệnh ít được chú trọng, còn các trang trại chănnuôi quy mô lớn trên địa bàn không có dịch

Đến nay, tỉnh có hơn 200 trang trại chăn nuôi lợn quy mô lớn Nổi bật là trangtrại chăn nuôi của Công ty TNHH DABACO Tuyên Quang với quy mô hơn 40.000con lợn thịt; trang trại chăn nuôi của ông Nguyễn Ngọc Sáng, xã Đông Thọ, huyệnSơn Dương, quy mô từ 5.000 - 10.000 con; trang trại chăn nuôi của ông Trần MạnhQuỳnh, xã Sơn Nam, huyện Sơn Dương, quy mô hơn 2.000 con lợn nái… Hầu hếtcác trang trại đều chủ động tái đàn sau dịch

Năm 2019, chăn nuôi tiếp tục được duy trì và phát triển theo hướng sản xuấthàng hóa tập trung quy mô trang trại, gia trại theo lợi thế của từng vùng, địa phương.Điển hình hiệu quả là mô hình liên kết chăn nuôi trâu, bò thịt Năm 2019, liên kếtchăn nuôi 1.820 con, tiêu thụ 840 con trâu, bò; với thời gian nuôi vỗ 3 tháng, lãi bìnhquân 3-5 triệu đồng/con trâu, bò Tuyên Quang hiện có 21 hợp tác xã, 275 trang trạichăn nuôi (tăng 05 HTX, 30 trang trại so với năm 2018) Giá trị sản xuất chăn nuôiđạt trên 2.747 tỷ đồng, tăng 5,4% so với năm 2018

Mặc dù mang lại giá trị kinh tế cao, tạo việc làm cho nhiều lao động, song việcphát triển chăn nuôi, đặc biệt là phát triển các mô hình trang trại vẫn còn khá nhiều hạnchế Bởi, hiện nay hầu hết các hộ dân chăn nuôi theo hướng tự phát, phân tán, quy môchăn nuôi nhỏ, hiệu quả và hệ số quay vòng chăn nuôi thấp Do việc triển khai thực hiệnquy hoạch và chính sách khuyến khích phát triển chăn nuôi tập trung xa khu dân cư cònnhiều khó khăn, do vậy các trang trại hiện nay chủ yếu ở gần khu dân cư, gây ô nhiễmmôi trường Mặt khác, khi có hiệu quả kinh tế thì nhiều thành phần kinh tế tập trung đầu

tư vào chăn nuôi dẫn đến dư thừa sản phẩm, cung vượt quá cầu Cùng với đó, con giốngchưa được người chăn nuôi quan tâm đúng mức nên phần nhiều được người dân chọn lànhững giống gia súc, gia cầm có năng suất thấp, ngoại trừ một số

trang trại tập trung Năm 2019, lĩnh vực chăn nuôi gặp nhiều khó khăn: Từ giữa quý

II/2019 (từ ngày 22/5/2019), bệnh Dịch tả lợn Châu Phi xảy ra trên địa bàn tỉnh: Đến

ngày 18/10/2019, số hộ có lợn mắc bệnh dịch tả lợn Châu Phi là 3.642 hộ thuộc 681thôn/123 xã/07 huyện, thành phố, số lợn đã tiêu hủy 26.634 con/1.289,23 tấn Cùngvới biến động của thị trường kéo theo giá thức ăn chăn nuôi liên tục tăng cao, trongkhi đó giá bán sản phẩm chăn nuôi trên thị trường lại lên xuống thất thường khiến chongành chăn nuôi gặp không ít khó khăn

Bảng 1.4 Số lượng lợn phân bố theo các huyên, thành phố tại Tuyên Quang

(Nguồn: Tổng cục thống kê 2019)

1.1.2 Đặc tính của nước thải chăn nuôi

Nước thải là dạng chất thải chiếm khối lượng lớn nhất trong chăn nuôi Nướcthải chăn nuôi là hỗn hợp bao gồm nước tiểu, nước rửa chuồng, nước tắm vật nuôi.Trong nước thải chăn nuôi còn có thể chứa một phần hay toàn bộ lượng phân đượcvật nuôi thải ra

Theo khảo sát của tổ chức JICA và Viện Công nghệ môi trường tại các trang trạichăn nuôi lợn điển hình tại 5 tỉnh thuộc miền Bắc gồm Hà Nội, Vĩnh Phúc, Hưng Yên,Thái Bình và Hòa Bình cho thấy, lượng nước tiêu thụ từ 10 - 40 lít/đầu lợn/ngày, trongkhi đó tại Nhật Bản con số này là 20 - 30 lít/đầu lợn/ngày Với 4.293 trang trại

chiếm 35% số đầu lợn trong cả nước (9.345 triệu lợn), nếu trung bình lượng nước thải

ra là 25 lít/đầu lợn/ngày thì lượng nước thải trung bình khoảng 85 triệu m3/năm, mộtcon số đáng kể [15] Khi chăn nuôi tập trung, mật độ chăn nuôi tăng cao dẫn đến tảilượng và nồng độ chất ô nhiễm cũng tăng cao Một đầu lợn nuôi kiểu công nghiệptrung bình hàng ngày thải ra lượng phân, nước tiểu khoảng 6 - 8 % khối lượng của

nó Để sản xuất 1000 kg thịt lợn thì hàng ngày phát sinh 84 kg nước tiểu, 39 kg phân,

11 kg TS (chất rắn tổng số), 3,1 kg BOD5, 0,24 kg NH4 +

-N [3]

Nước thải chăn nuôi là một trong những loại chất thải rất đặc trưng và có khảnăng gây ô nhiễm môi trường cao do có chứa hàm lượng cao các chất hữu cơ, đặcbiệt là COD, BOD, TSS, T-N, T-P và VSV gây bệnh Theo kết quả điều tra đánh giáhiện trạng môi trường của Viện chăn nuôi (2006) tại các cơ sở chăn nuôi lợn có quy

mô tập trung thuộc Hà Nội, Hà Tây, Ninh Bình, Nam Định, Quảng Nam, BìnhDương, Đồng Nai cho thấy đặc điểm của nước thải chăn nuôi [3]

 Các chất hữu cơ: Hợp chất hữu cơ chiếm 70 - 80% bao gồm cellulose, protit,acid amin, chất béo, hidrat carbon và các dẫn xuất của chúng, thức ăn thừa Các chất vô

cơ chiếm 20 - 30% gồm cát, đất, muối, ure, ammonium, muối chlorua, SO4

2-,…

thức ăn có chứa N và P thì chúng sẽ bài tiết ra ngoài theo phân và nước tiểu Trong nước thảichăn nuôi heo thường chứa hàm lượng N và P rất cao Hàm lượng tổng N là 200 - 350 mg/ltrong đó N - NH4 chiếm khoảng 80 - 90%; tổng P là 60 - 100mg/l

trùng giun sán gây bệnh Theo nghiên cứu của nhiều tác giả (A Kigirov, 1982; G.

Rheiheinmer, 1985) trong phân, vi trùng gây bệnh đóng dấu Erysipelothris insidiosa

có thể tồn tại 92 ngày, Brucella 74 - 108 ngày, Samonella 6 - 7 tháng, virus lở mồm

long móng trong nước thải là 100 - 120 ngày Riêng các loại vi trùng nha bào

Bacillus antharacis có thể tồn tại đến 10 năm, Bacillus tetani có thể tồn tại 3 - 4 năm Trứng giun sán với các loại điển hình như Fasciola hepatica, Fasciola gigantica, Fasciola buski, Ascarisum, Oesphagostomum sp, Trichocephalus dentatus có thể phát triển đến giai đoạn gây nhiễm sau 6 - 8 ngày và tồn tại 5 - 6 tháng Các vi trùng tồn tại lâu trong nước ở vùng nhiệt đới là Samonella typhi và Samonella paratyphi, E Coli, Shigella, Vibrio comma, gây bệnh dịch tả [4].

1.1.3 Thực trạng và nguyên nhân ô nhiễm môi trường chăn nuôi tại Việt Nam

Trong những năm gần đây, ngành chăn nuôi phát triển khá mạnh về cả sốlượng lẫn quy mô Tuy nhiên, việc 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 trầmtrọng 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 ảnhhưởng trực tiếp tới sức khỏe con người, làm giảm sức đề kháng vật nuôi, tăng tỷ lệmắc bệnh, năng suất bị giảm, tăng các chi phí phòng trị bệnh, hiệu quả kinh tế củachăn nuôi không cao Sức đề kháng của gia súc, gia cầm giảm sút sẽ là nguy cơ gâynên bùng phát dịch bệnh Mỗi năm ngành chăn nuôi gia súc gia cầm thải ra khoảng

75 - 85 triệu tấn phân, với phương thức sử dụng phân chuồng không qua xử lý ổnđịnh và nước thải không qua xử lý xả trực tiếp ra môi trường gây ô nhiễm nghiêmtrọng Tổ chức y tế thế giới (WHO) đã cảnh báo: Nếu không có biện pháp thu gom và

xử lý chất thải chăn nuôi một cách thỏa đáng sẽ ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe conngười, vật nuôi và gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Đặc biệt là các virus biếnthể từ các dịch bệnh như lở mồm long móng, dịch bệnh tai xanh ở lợn có thể lây lannhanh chóng và có thể cướp đi sinh mạng của rất nhiều người [6]

Theo thống kê của Bộ NN & PTNT về chăn nuôi, cả nước hiện có khoảng 12triệu 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 8triệu hộ), với tổng đàn khoảng 362 triệu con gia cầm, 29 triệu con lợn và 8 triệu congia súc, mỗi năm khối lượng nguồn thải ra từ chăn nuôi ra môi trường là một con sốkhổng lồ - khoảng 84,5 triệu tấn/năm, trong đó, chỉ khoảng 20% được sử dụng hiệuquả (làm khí sinh học, ủ phân, nuôi trùn, cho cá ăn…), còn lại 80% lượng chất thảichăn nuôi đã bị lãng phí và phần lớn thải ra môi trường gây ô nhiễm [13]

Nguyên nhân chính được xác định gây ÔNMT trong ngành chăn nuôi là do cáctrang trại sử dụng nhiều nước Kết quả khảo sát cho thấy, các trang trại chăn nuôi sửdụng ít nước đều có thể dễ dàng thu gom chất thải rắn để bán làm phân bón hữu cơ Chấtthải rắn từ các trang trại nuôi gà hầu như được tiêu thụ hết cho mục đích trồng

rau, hoa, cây cảnh Hiện nay hình thành tự phát một hệ thống thu gom phân trâu bòkhô từ đồng bằng sông Cửu Long đến vùng Nam Trung bộ để bán cho các cơ sở chếbiến phân bón hữu cơ tại Tây Nguyên phục vụ trồng cây công nghiệp như cà phê,tiêu, cao su…, chất thải rắn thu gom từ chăn nuôi lợn nái (do nuôi lợn nái không được

sử dụng nhiều nước) luôn được tiêu thụ tốt Do vậy, có thể nói trong chăn nuôi sửdụng ít nước, chất thải rắn từ chăn nuôi luôn có thể thu gom để bán nên không cònnhiều để thải ra môi trường Chỉ có chăn nuôi lợn thịt hoặc chăn nuôi bò sữa quy môcông nghiệp sử dụng nhiều nước (theo các quy trình chăn nuôi thâm canh quy môlớn) mới là nguyên nhân chính gây ô nhiễm môi trường do chất thải lỏng từ các trangtrại này không thể thu gom nên chỉ còn cách xả trực tiếp hoặc gián tiếp (thông quacác hầm khí sinh học (KSH) xuống nguồn nước

Mặt khác, công tác quản lý môi trường chưa đáp ứng được với nhu cầu củathực tế sản xuất Các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chăn nuôi theo QCVN40:2011/BTNMT trước kia và QCVN 62-MT:2016/BTNMT hiện nay đều quá cao sovới khả năng thực tế ứng dụng công nghệ xử lý môi trường hiện tại, dẫn đến hầu hếtcác trang trại đều không thể đáp ứng yêu cầu đặt ra do chưa có công nghệ xử lý môitrường chăn nuôi hiệu quả để theo kịp các quy định về xả thải môi trường Do khó cóthể đáp ứng quy định xả thải nên ở nhiều nơi, việc áp dụng biện pháp xử lý môitrường của các trang trại chỉ mang tính đối phó Vẫn còn tâm lý ưu tiên phát triểnkinh tế, giảm nhẹ yếu tố môi trường ở nhiều cấp chính quyền địa phương nên việcquản lý và xử lý môi trường chăn nuôi còn mang nặng tính hình thức

Những năm vừa qua, biện pháp KSH được người dân và các cấp chính quyền ưutiên sử dụng, tuy nhiên vẫn còn có nhiều khó khăn, bất cập Đối với các công trình KSHquy mô nhỏ, hiện tượng quá tải công suất xử lý (quy mô chăn nuôi thay đổi thườngxuyên trong khi dung tích của hầm KSH là cố định) và khí ga thừa không sử dụng hết, xảtrực tiếp ra môi trường là nguyên nhân phổ biến gây ô nhiễm môi trường Đối với chănnuôi quy mô trang trại, công nghệ KSH chưa thực sự đem lại lợi ích về kinh tế (làm hầmKSH tốn diện tích đất, tốn chi phí đầu tư lớn nhưng không đem lại nguồn thu bổ sungcho chủ trang trại), có tác động tiêu cực về môi trường (khí ga sinh ra hầu như không sửdụng, xả trực tiếp ra môi trường, hầm KSH không được quan tâm

vận hành, hỏng không được sửa chữa do chủ trang trại không có động lực để bỏ chiphí ra duy trì vận hành hệ thống nhằm đảm bảo hiệu quả xử lý môi trường) và hậuquả xấu về xã hội (việc áp dụng biện pháp xử lý môi trường chỉ mang tính hình thức,đối phó lẫn nhau giữa các chủ trang trại và các cấp quản lý).

Có thể nói, hiện trạng quản lý môi trường chăn nuôi hiện nay đang còn nhiềubất cập về quản lý, bế tắc về công nghệ xử lý chất thải chăn nuôi quy mô trang trại,thiếu sự quan tâm thỏa đáng của các cấp chính quyền về quản lý và sự đầu tư nghiêncứu tìm kiếm các giải pháp công nghệ phù hợp, bền vững, giúp vừa xử lý môi trườngchăn nuôi lại vừa mang lại thu nhập bổ sung, tạo động lực cho người dân áp dụng cácbiện pháp BVMT

1.1.4 Các phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi [15]

Việc xử lý nước thải chăn nuôi lợn nhằm giảm nồng độ các chất ô nhiễm trongnước thải đến một nồng độ cho phép có thể xả vào nguồn tiếp nhận Việc lựa chọnphương 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

- Phương pháp cơ học: Mục đích là tách chất rắn, cặn, phân ra khỏi hỗn hợpnước thải bằng cách thu gom, phân riêng Có thể dùng song chắn rác, bể lắng sơ bộ đểloại bỏ cặn thô, dễ lắng tạo điều kiện thuận lợi và giảm khối tích các công trình xử lý tiếptheo Ngoài ra có thể dùng phương pháp ly tâm hoặc lọc, hàm lượng cặn lơ lửng trongnước thải chăn nuôi khá lớn khoảng vài ngàn mg/l và dễ lắng nên có thể lắng sơ bộ trướcrồi sau đó đưa sang các công trình phía sau Sau khi tách nước thải được đưa ra các côngtrình phía sau còn phần chất rắn được đem đi ủ làm phân bón

cơ dạng hạt có kích thước nhỏ, khó lắng, khó có thể tách ra bằng phương pháp cơ học thôngthường 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 polyme trợ keo tụ để tăng quá trình keo tụ Phương pháp nàyloại bỏ được hầu hết các chất bẩn có trong nước thải chăn nuôi tuy nhiên chi phí xử lýcao Áp dụng phương pháp này để xử lý nước thải chăn nuôi là không hiệu quả vềmặt kinh tế Ngoài ra tuyển nổi cũng là một phương pháp để tách các hạt có khả nănglắng kém nhưng có thể kết dính vào các bọt khí nổi lên, tuy nhiên chi phí đầu tư, vậnhành cho phương pháp này cao cũng không hiệu quả về mặt kinh tế.

- Phương pháp xử lý sinh học: Phương pháp này dựa trên sự hoạt động của các

vi sinh vật có khả năng phân hủy các chất hữu cơ Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu

cơ và các chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng Tùy theo từng nhóm

vi khuẩn mà sử dụng là hiếu khí hay kỵ khí mà người ta thiết kế các công trình khácnhau và phụ thuộc vào khả năng tài chính, diện tích đất mà người ta có thể sử dụng hồsinh học hay các bể nhân tạo để xử lý

Ngoài ra còn có các giải pháp khác như:

- Ủ phân bằng phương pháp sinh học cùng với việc che phủ kín, chăn nuôi trên nền đệm lót sinh thái

Bèo Lục Bình, Cây Muỗi Nước, Thủy trúc,… Những loài cây này rất sẵn có ở các ao hồ dovậy sử dụng nó để xử lý nước thải ở các khâu cuối của quá trình xử lý để có thể xử lý triệt đểcác chất ô nhiễm hơn mà lại không tốn kém, thân thiện với môi trường

1.2 Tổng quan về công nghệ sử dụng thực vật trong xử lý nước thải

1.2.1 Khái niệm

Nhiều TVTS trong hệ sinh thái đất ngập nước bao gồm đất ngập nước nhân tạodùng để xử lý nước thải TVTS là thành phần quan trọng của hệ sinh thái đất ngậpnước và có vai trò trong quá trình xử lý nước thải Những TVTS mọc ở đây gồm thựcvật có mạch (hạt kín và dương xỉ), rêu và một số tảo lớn trong đó thực vật hạt kínchiếm ưu thế TVTS giống như tất cả các cơ thể quang tự dưỡng khác sử dụng nănglượng ánh sáng mặt trời để đồng hoá CO2 từ khí quyển, sản xuất chất hữu cơ cungcấp nguồn năng lượng cho các cơ thể dị dưỡng như động vật, nấm và vi khuẩn Hệsinh thái đất ngập nước chủ yếu là cây thuỷ sinh là một trong số hệ sinh thái có năngsuất sơ cấp cao nhất do có sự dồi dào về ánh sáng, nước và chất dinh dưỡng [27].TVTS trong vùng đất ngập nước có thể được phân ra các nhóm chính sau:

- TVTS nửa ngập nước: đây là thực vật chủ yếu trong đất ngập nước có thân và

lá nhô lên khỏi mặt nước và hệ rễ phát triển rộng Thực vật thích nghi về hình thái vớiviệc mọc ở nơi ngập nước do có các khoang khí lớn bên trong thân để vận chuyển

ôxy đến rễ TVTS này bao gồm các loài như Sậy (Phragmites spp), cỏ Nến hay đuôi mèo (Typha spp.), Cói (Cyperus spp.), Bấc (Juncus spp.), Năn (Scirpus spp.), Lác (Carex spp.), Lưỡi đồng ( Iris spp.), Súng (Nymphaea spp.).

- TVTS nổi: Các loài sống nổi trên mặt nước như bèo Tây (Eichhornia

crassipes), bèo Cái (Pistia stratiotes) và bèo Tấm (Lemna spp và Spirodella spp.)

- TVTS sống chìm dưới mặt nước: TVTS này có mô quang hợp hoàn toàn ngậptrong nước nhưng hoa lại thường phơi ra trên mặt nước Ví dụ: Rong đuôi chó

(Myriophyllum spp.), rong đuôi chồn (Ceratophyllum spp.).

Thực vật sống chìm có đặc điểm là sinh trưởng phía dưới mặt nước suốt cảvòng đời của nó Thực vật sống chìm hấp thu oxy hòa tan trong nước (ban đêm - choquá trình hô hấp) và carbonic trong nước (ban ngày - cho quá trình quang hợp) vànhiều loài còn có thể sử dụng các bicarbonate hòa tan cho quá trình quang hợp Hầuhết các loài thực vật sống chìm có rễ bám vào lớp bùn đáy, tuy nhiên có một số loài

không có rễ và trôi nổi tự do như rong Đuôi chồn (Coon’s tail - Ceratophyllum demersum) Đối với các loài sống chìm tất cả các bộ phận chịu trách nhiệm quang

hợp đều nằm dưới mặt nước (Cook, 1996), thân và lá thường mềm do không có ligninlàm cho chúng có độ linh hoạt cao chịu đựng được sự chuyển động của dòng nước

mà không bị tổn hại Các loài thực vật sống chìm có rễ bám vào lớp bùn đáy lấy cácdưỡng chất cần thiết cho chúng từ lớp bùn đáy, một số ít dưỡng chất vi lượng sẽ đượcchúng hấp thu từ nước [18]

1.2.2 Vai trò của thực vật thuỷ sinh trong xử lý nước thải

Hiệu quả xử lý ô nhiễm của một số loài thực vật thủy sinh và tảo đã được kiểmchứng trong các điều kiện thí nghiệm và cho thấy rằng chúng có tiềm năng trong xử lý

nước thải [26] Người ta đã biết đến khả năng của thực vật thuỷ sinh trong việc vận

chuyển oxy từ không khí vào trong nước nhờ bộ rễ, cho phép hình thành nhóm sinh vậthiếu khí quanh bộ rễ thực vật Các vi sinh vật hiếu khí thích hợp cho việc phân giải sinhhọc các hợp chất hữu cơ phức tạp thành các chất đơn giản Sản phẩm của quá trình

phân giải này sẽ được thực vật sử dụng cho quá trình sinh trưởng, phát triển Khảnăng loại bỏ các chất ô nhiễm vô cơ và hữu cơ trong nước đã được chứng minh là có

sự cộng sinh giữa thực vật thuỷ sinh và các vi sinh vật sống trong và xung quanh rễcủa chúng Thực vật và các vi sinh vật có thể đạt được hiệu quả xử lý cao khi chúngphối hợp với nhau trong một hệ sinh thái cân bằng Thân và lá của thực vật nửa ngậpnước và rễ của thực vật nổi làm giảm tốc độ dòng chảy, gây ra sự thay đổi của quátrình lọc và lắng của các hạt (cặn, vụn hữu cơ) và là nơi sống bám của nhiều loài tảo

và vi sinh vật Oxy chuyển từ phần thân và lá khí sinh xuống bộ rễ và giải phóng ravùng rễ, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình nitrat và phản nitrat hoá Bởi vậy, thựcvật thuỷ sinh đóng vai trò chủ yếu trong việc giảm nồng độ NH4 +

Vai trò xử lý nước thải của TVTS được thể hiện ở các khía cạnh sau:

sự chênh lệch nồng độ hay áp suất trong các lỗ khí Các khí sẽ được vận chuyển từ nơi có nồng độ cao hoặc áp suất cao đến nơi có nồng độ thấp hoặc áp suất thấp hơn.

- Các hiệu quả vật lý:

Hiệu quả quan trọng nhất của TVTS trong quá trình xử lý nước thải là các hiệuquả vật lý: điều chỉnh xói mòn, hiệu qủa lọc, cung cấp vùng bề mặt cho vi khuẩn bámdính Sự trao đổi chất của TVTS (hấp thụ, thải O2…) có ảnh hưởng tới các quá trình

xử lý tuỳ thuộc vào mô hình thiết kế khác nhau

Trong đất ngập nước, chúng phân bố lại và giảm tốc độ các luồng không khí trênmặt nước Điều này tạo ra các điều kiện tốt cho sự lắng đọng các chất rắn lơ lửng, giảmxói mòn, tăng thời gian tiếp xúc giữa nước và các vùng bề mặt của cây Ngoài ra, khi hệ

rễ của TVTS phát triển chúng sẽ ngăn chặn sự tắc nghẽn của lớp lọc, ánh sáng bị suygiảm khi chiếu qua lớp phủ thực vật, điều này cản trở sự sinh sản của tảo Vào mùa đông,lớp phủ thực vật còn có vai trò cách nhiệt giữa khí quyển với vùng đất bên dưới, giữ chođất không bị sương giá TVTS phát triển ảnh hưởng tới tính dẫn nước của đất, rễ cây xáotrộn làm xốp đất, dần dần sẽ làm ổn định tính dẫn nước của đất

- Nơi cư trú cho sinh vật:

TVTS còn có các chức năng khác như cung cấp nơi sống cho vi sinh vật.TVTS cung cấp vùng bề mặt lớn cho các vi sinh vật bám dính phát triển, phần thân và

lá của TVTS chìm trong nước tạo một vùng bề mặt lớn cho các sinh vật Các nhómtảo quang hợp dày đặc cũng như vi khuẩn và động vật đơn bào xâm chiếm các môthực vật Tương tự như vậy, rễ cây chìm dưới đất cung cấp bề mặt cho vi khuẩn bámdính trên các vật rắn chìm trong nước chịu trách nhiệm chủ yếu cho các quá trình visinh xảy ra trong hệ thống đất ngập nước

- Hấp thụ chất dinh dưỡng:

TVTS đòi hỏi các chất dinh dưỡng cho sự sinh trưởng và phát triển, chúng hấpthụ chất dinh dưỡng thông qua rễ và đôi khi thông qua phần thân và lá chìm dướinước Chất dinh dưỡng được loại bỏ khỏi hệ thống nhờ thu hoạch sinh khối Nếukhông thu hoạch sinh khối, lượng chủ yếu chất dinh dưỡng trong mô thực vật sẽ bịphân huỷ và quay trở lại hệ thống

Rễ của TVTS có thể sinh ra một số chất, đặc biệt là có sự thải ra O2 vào trongtầng rễ có tác động tới các chu trình sinh hoá của sự trầm tích Người ta định tính điềunày nhờ vào việc nhận biết được màu hơi đỏ liên quan đến dạng oxit sắt trên bề mặt

rễ Một số loài TVTS có thể sinh ra chất kháng sinh từ rễ của nó Do đó, các vi khuẩn

ô nhiễm trong nước bị biến mất sau khi cho đi qua hệ thống trồng loại thực vật này.Ngoài ra một lượng lớn các chất hữu cơ cũng được tạo ra từ rễ của TVTS Đây là mộtnguồn cacbon hữu cơ cung cấp cho quá trình phản nitrat và do đó làm tăng sự loại bỏ

NO3 -trong một số loại đất ngập nước

1.3 Tình hình nghiên cứu kiểm soát nước thải chăn nuôi bằng thực vật trên thế giới và Việt Nam

1.3.1 Tình hình nghiên cứu về nước thải chăn nuôi lợn trên thế giới

Hiện nay, chất lượng nước đang suy giảm do sự ô nhiễm của các chất ô nhiễmkhác nhau trong nước, khiến cho nguồn nước sạch ngày càng khan hiếm ở một sốnơi Nói cách khác, nước sạch đang trở thành một trong những mối quan tâm lớn nhấtcủa thế kỷ XXI Để giải quyết các vấn đề về nước, các phương pháp xử lý nước thảikhác nhau đã được áp dụng, nhưng các phương pháp xử lý nước thải truyền thống vàhiện có như xử lý bằng bùn hoạt tính, xử lý vi sinh, xử lý sơ cấp tăng cường hóa học(CEPT), Hệ thống ao tích hợp tiên tiến (AIPS), sục khí và kị khí, v.v rất tốn kém vàtrong hầu hết các trường hợp là không thực tế hoặc không phù hợp với các cộng đồngnhỏ hơn và các ngành công nghiệp nhất định Hiện nay, công nghệ sinh thái sử dụngthực vật thủy sinh đã được sử dụng để xử lý nước thải Đây là một công nghệ tiềmnăng của nhà máy để khắc phục ô nhiễm đất và nước [34]

Công nghệ xử lý ô nhiễm nước có sử dụng loài TVTS đã được sử dụng rộngrãi trên thế giới từ nhiều thập kỷ qua để xử lý nước thải công nghiệp và sinh hoạt.Trong các năm gần đây, công nghệ này được sử dụng như là phương pháp hiệu quả

và được xã hội chấp nhận trong xử lý nước thải chăn nuôi lợn với chi phí thấp và vậnhành đơn giản [2, 24]

Nghiên cứu của L Xindi và cs (2003), sử dụng cỏ Vetiver và thủy trúc (Cyperus

alternifolius) trong điều kiện thí nghiệm theo mẻ với hàm lượng COD, BOD, đầu vào

tương ứng là 825mg/l, 500mg/l Sau 8 ngày thí nghiệm hệ thống đã loại bỏ được 56,5%

với COD và 59,9% BOD [35] P.G Hunt và cs (2002) đã sử dụng hệ thống dòng mặt

để nghiên cứu xử lý nước thải sau công đoạn xử lý yếm khí ở trang trại chăn nuôi lợn[30], kết quả cho thấy, với tải lượng N đầu vào dao động trong từ 3-25kg/ha.ngày, tỉ

lệ loại bỏ N của hệ thống đều đạt trên 80% Theo Poach và cs (2003) [42], hệ thống

có khả năng chuyển hóa T-N khá cao, ngoài ra hệ còn giảm khản năng bay hơi amoni.Sinh khối thực vật và khả năng tích lũy dinh dưỡng trong hệ thống cũng tương đối

lớn Với tải lượng COD khoảng 590 kg/ha/.ngày, sản lượng cỏ Tiflon (Cynodon dactylon) thu được đạt khoảng 68,3 tấn/ha, hàm lượng T-N tích lũy trong cây khoảng

2043kg/ha [20] Trong công bố khác của Hunt và cs (1999) với hệ thống trồng hỗn

hợp Typha latifolia và Sparganium americanum, hàm lượng T-N tích lũy là 428kg/ha

và 338kg/ha Nằm trong hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi lợn [31].

Sử dụng công nghệ sinh thái với cây thủy sinh kết hợp với công nghệ kháctrong quản lý nước thải chăn nuôi đạt được các mục tiêu xã hội, kinh tế và môitrường Kết quả hoạt động tám năm của 12 hệ thống như vậy ở Ireland đã chứng minhhiệu quả và tính bền vững của loại công nghệ này Hiệu quả loại tổng số phốt pho vàamômi tương ứng là 95 và 98% [45]

Các dẫn liệu về hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi của các loại hình côngnghệ sinh thái với TVTS hoạt động ở nhiều nơi tại Mỹ cho thấy loại hình dòng chảytrên bề mặt có hiệu quả cao, chi phí thấp so với kiểu dòng chảy ngầm lại dễ quản lý

và duy trì tuy hiệu quả có kém hơn về mùa lạnh Công nghệ dòng chảy ngầm có hạnchế khi xử lý nước thải chăn nuôi do bị bít vì chất lơ lửng và giá thành cao còn hệthống thực vật nổi có giá thành cao hơn, hay bị sâu bệnh nếu không trồng phối hợpcác loại cây Tuy vậy, việc có thể sử dụng làm thức ăn có thể là cứu cánh [41]

1.3.2 Tình hình nghiên cứu về nước thải chăn nuôi lợn tại Việt Nam

Ở Việt Nam, các nghiên cứu về khả năng xử lý nước thải của một số loài TVTS

đã được tiến hành từ những năm 1990 Tuy nhiên, nghiên cứu mang tính công nghệ liênquan đến xử lý nước thải nhất là nước thải chăn nuôi lợn mới được chú ý trong nhữngnăm gần đây

Bùi Thị Kim Anh và cs 2019 đã sử dụng mô hình bãi lọc trồng cây nhân tạo sử

dụng cây sậy (Phragmites australis Cav.) trồng trên các lớp vật liệu lọc sỏi, đá vôi và

vỏ trấu để xử lý nước thải chăn nuôi lợn sau biogas Kết quả thí nghiệm cho thấy,nước thải đầu ra đạt quy chuẩn cho phép, pH của nước thải luôn ổn định trong khoảng

từ 6,9 đến 7,2, hiệu suất loại bỏ tổng phốt pho lên đến 86%; các chỉ tiêu khác nhưTSS, COD, tổng Nitơ và Amoni đều giảm đáng kể, hiệu suất xử lý lần lượt là 78%,74,6%, 67,1% và 74,2% sau 168 giờ thí nghiệm Bãi lọc trồng cây nhân tạo có hiệusuất xử lý cao, thời gian xử lý ngắn và có triển vọng ứng dụng trong xử lý nước thảichăn nuôi lợn sau biogas [2]

Nghiên cứu xử lý nước thải chăn nuôi lợn qui mô pilôt bằng hệ thống UASBkết hợp máng TVTS (bèo tây) đã làm giảm lượng 70% N-NH4 +

lý nước thải chăn nuôi lợn của cây Ngổ trâu và Rau muống cũng được thử nghiệm ởqui mô chậu vại và mức ô nhiễm không cao Với nước thải có BOD: 57,5 mg/l;

NH+4: 36,9 mg/l và PO4: 50,4 mg/l, cả hai loại cây đều sống được trong nước thải.Lượng BOD, NH4 bị loại gần hết vào cuối thí nghiệm 30 ngày [41]

Trịnh Quang Tuyên và cs (2011) nghiên cứu xử lý nước thải bằng chế phẩm

EM thứ cấp và bèo lục bình làm giảm các chỉ số COD, BOD, P, NO3, coliform đếnmức cho phép của TCN 678 - 2006 (COD = 400 mg/l) Dùng lục bình tuy chậm hơndùng EM nhưng lại dễ làm, đầu tư thấp Tuy nhiên, với 2000 đầu lợn cần ao16.000m3 tức là thời gian lưu dài và diện tích đất sử dụng lớn [17]

1.4 Giới thiệu về cỏ Vetiver và tiềm năng sử dụng trong kiểm soát ô nhiễm nước thải

1.4.1 Vài nét về cỏ Vetiver

Ở Việt Nam, trong quyển sách “Tên cây rừng Việt Nam” của Nhà xuất bảnNông nghiệp (1992) ghi nhận cỏ Vetiver được gọi là cỏ Hương bài hoặc cỏ Hương lau, có

tên khoa học là Vetiveria zizanioides L Giống cỏ này đã được trồng ở Thái Bình để sản

xuất dầu thơm

Loài cỏ Vetiver có tên khoa học Vetiveria zizanioides L thuộc họ Graminae,

họ phụ Panicoideae, tộc Andropogoneae, tộc phụ Sorghinae

Các kết quả nghiên cứu cho thấy có 12 giống cỏ Vetiver được phát hiện Có 2

loài cỏ Vetiver phổ biến đã được trồng để bảo vệ đất là V zizanioides và Vetiveria nigritana Tuy nhiên, loài V zizanioides hiện diện trong vùng đất ẩm, trong khi loài V.nigritana phân bổ ở những vùng khô hạn.

Có hai kiểu gen của loài Vetiveria zizanioides đã và đang được sử dụng nhiều:

- Kiểu gen Bắc Ấn Độ: Là loại cỏ hoang dại và được gieo trồng bằng hạt

- Kiểu gen Nam Ấn Độ: Là loại cỏ có khả năng tạo màu cho đất thấp và là loài bất thụ gieo trồng bằng thân

Giống cỏ Vetiver đã và đang được trồng rộng rãi ở Việt Nam có nguồn gốc từPhillipin hoặc Thái Lan và thuộc dòng Nam Ấn, không ra hoa kết hạt và người tathường gọi là cỏ Vetiver [12]

1.4.1.1 Đặc điểm hình thái

Nhìn chung thì cỏ Vetiver rất giống như một bụi cỏ sả to, mọc thẳng đứng, thânxếp vào nhau tạo thành khóm dày đặc, vững chắc, chiều cao có thể tới 3m Khi trồng đủdày, cỏ sẽ mọc sát với nhau tạo thành một hàng rào kín, giúp nó chịu được dòng nướcchảy xiết, hạn chế xói mòn đất và phân tán nước mặt chảy tràn rất hiệu quả Thân lá mọcthẳng đứng, cứng, chịu được điều kiện ngập lũ cao trung bình 1- 1,5m, thường thì khóphân biệt được thân và lá, phiến lá tương đối cứng, lá dài từ 40 - 90cm, rộng 4-10mm, lánhẵn, mép lá nhám Cụm hoa là chùy tận cùng, thẳng, dài 20 - 30cm, cuống chung lớn,phân nhánh nhiều Bông nhỏ không cuống, là loại lưỡng tính, hình dẹt, bông rất nhỏ,bông có cuống là bông đực, cỏ Vetiver ít ra hoa, nếu có thì hoa thường bất thụ CỏVetiver không có thân ngầm, với bộ rễ xốp, dày đặc, chắc, mạnh và phát triển rất nhanh,trong một số điều kiện, ngay trong năm đầu tiên rễ đã ăn sâu tới 3 - 4m Nhờ đó nó cókhả năng chịu hạn đặc biệt và giúp hạn chế xói mòn đất ngay cả khi có dòng nước xiếtchảy qua Khi bị bùn đất lấp, rễ mới có thể mọc ra từ những đoạn thân phía trên và cỏVetiver tiếp tục phát triển và phát huy tác dụng Chồi ngọn thì nằm sâu dưới lớp đất mặtvài cm, đây là các mô tế bào đang phát triển Do đó cỏ Vetiver thường mọc thành từngcụm Những chồi non này phát triển từ phần cổ rễ dưới mặt đất khiến cỏ

Vetiver có thể chống chịu được lửa cháy, sương, gió, sự giẫm đạp của người đi lại và chăn thả gia súc.

1.4.1.2 Đặc điểm sinh lý

Cỏ Vetiver thích nghi trong nhiều môi trường khác nhau, có khả năng sinh trưởng và phát triển trong môi trường bị ô nhiễm:

- Cỏ Vetiver chịu được những biến đổi lớn về khí hậu như hạn hán, ngập úng

và khoảng dao động nhiệt độ rất rộng, từ -22oC đến 55oC

mặn và những điều kiện bất thuận khác, khi thời tiết tốt trở lại và đất được cải tạo

- Thích nghi được với rất nhiều loại đất có độ pH dao động từ 3,3 đến 10,5 mà không cần đến biện pháp cải tạo đất nào

- Chống chịu khá tốt đối với các loại thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ v.v

(P) và các nguyên tố kim loại nặng có trong nước bị ô nhiễm

- Nó có thể mọc tốt trên nhiều loại đất như đất chua, đất kiềm, đất mặn và đất chứa nhiều Na, Mg, Al, Mn hoặc các kim loại nặng như As, Cd, Cr, Ni, Pb, Hg và Zn [49]

1.4.1.3 Đặc điểm sinh thái

Là giống cỏ điển hình của miền nhiệt đới, mặc dù có những khả năng độc đáo nêutrên, cỏ Vetiver không chịu được bóng râm Bóng râm làm giảm khả năng sinh trưởng vàphát triển của cỏ, thậm chí có thể làm cho nó lụi đi Vì vậy, tốt nhất là nên trồng cỏVetiver ở nơi đất trống, không bị các loài cây cỏ khác che phủ, thậm chí khi mới trồng

có thể cần phải trừ cỏ dại Khi trồng ở những nơi nền đất không ổn định, dễ bị sạt lở, xóimòn, cỏ Vetiver trước hết giúp hạn chế được sạt lở, xói mòn, tiến tới ổn định nền đất(đặc biệt là nơi đất dốc), tiếp đó giúp cải thiện điều kiện môi trường, vi khí hậu, để sau

đó có thể trồng được những loài cây khác mà ta muốn Với những đặc điểm như vậy, cóthể coi Vetiver như là giống cây tiên phong ở những vùng đất xấu

1.4.2 Tiềm năng ứng dụng cỏ Vetiver trong kiểm soát ô nhiễm

Cỏ Vetiver được ứng dụng xử lý ô nhiễm lần đầu tiên vào năm 1995 vì có các đặctính siêu hấp thu phù hợp với việc xử lý nước rỉ rác và nước thải được tạo ra từ các nhàmáy xử lý nước thải và xử lý nước thải ở Queensland, Australia Các nhà khoa họcTrung Quốc sau đó đã xác nhận những kết quả này vào năm 1997 và kể từ đó, Hệ thống

cỏ Vetiver đã được sử dụng thành công cho các mục đích này ở Úc, Trung Quốc vàThái Lan [48].

Ở Việt Nam bước đầu thử nghiệm tại nhà máy chế biến hải sản Nghiên cứucủa Châu Minh Khôi và cs (2012) về khả năng xử lý ô nhiễm đạm, lân hữu cơ hòa tantrong nước thải ao nuôi cá tra của Lục Bình và cỏ Vetiver Kết quả cho thấy cả 2 loàithực vật này đều phát triển tốt trong môi trường dinh dưỡng được thay thế N khoángbằng Glycine hoặc P khoáng bằng Glucose 1 phosphate Sau 1 tháng trồng, nghiệmthức lục bình giảm 88% N hữu cơ và 100% P hữu cơ Tương tự, trồng cỏ Vetivergiảm 85% N hữu cơ và 99% P hữu cơ Khi trồng lục bình và Vetiver trực tiếp trongnước được lấy từ ao nuôi cá tra cho thấy hàm lượng N hữu cơ và P hữu cơ gần nhưgiảm 100% sau 1 tháng trồng [7]

Nghiên cứu của Võ Châu Tuấn và Võ Văn Minh (2007) về khả năng xử lý Crômtrong môi trường đất của cỏ Vetiver Cỏ được ổn định 1 tháng trước khi tiến hành thínghiệm Đất được bổ sung K2Cr2O7 với các nồng độ khác nhau (đối chứng, 150, 200, 250

và 300 ppm) Sau 30, 50 và 70 ngày tiến hành xác định các chỉ tiêu sinh trưởng, pháttriển; phân tích hàm lượng Cr tích lũy trong rễ, thân và lá Kết quả cho thấy ở nồng độ

300 ppm, cỏ vẫn còn sống sót sau 70 ngày thí nghiệm nhưng không có khả năng sinhtrưởng Cr được loại bỏ khỏi đất có liên quan đến hàm lượng Cr tích lũy trong rễ và thâncủa cỏ vetiver Hàm lượng Cr tích lũy trong rễ cao hơn thân và lá Cỏ vetiver có thể sống

và tích lũy một lượng lớn Cr ở các nồng độ từ 150 - 250 ppm [16]

Nghiên cứu của Võ Văn Minh (2010) trường Đại học Đà Nẵng về hiệu quả xử

lý đồng của cỏ Vetiver trong 4 môi trường đất khác nhau gồm: đất - đất cát với hàmlượng chất hữu cơ cao (MĐ1); đất cát với hàm lượng chất hữu cơ thấp (MĐ2); đấtthịt với hàm lượng chất hữu cơ cao (MĐ3) và đất sét với hàm lượng chất hữu cơ thấp(MĐ4) - với các nồng độ Cu trong đất từ 0 - 100 ppm đã được nghiên cứu Kết quảcho thấy cỏ Vetiver có khả năng sinh trưởng bình thường và hấp thụ Cu trong cácmôi trường đất ô nhiễm khác nhau Nồng độ Cu trong đất càng tăng, khả năng hấpthụ Cu của Vetiver càng tăng Hiệu quả xử lý Cu của cỏ Vetiver sau 3 tháng thínghiệm khá cao (0,6% - 0,8%) [8]

Công bố của các tác giả Nguyễn Minh Trí (2009) - Trường Đại học Khoa họcHuế thì khả năng xử lý nước thải của Vetiver được khẳng định thêm ở Việt Nam vàđược khuyến cáo sử dụng rộng rãi Theo kết quả nghiên cứu này, hàm lượng oxy hòatan (DO) sau xử lý bằng cỏ Vetiver tăng từ 2,95 mg/L đến 4,93 mg/L trong 12 ngày,hiệu suất đạt tới 67,1% Ngược lại nhu cầu oxy hóa học (COD) lại giảm đáng kể, từ

420 mg/L xuống còn 120 mg/L sau 12 ngày xử lý và đã giảm 1,92 lần so với trướckhi xử lý Hàm lượng Nitơ cũng giảm 1,9 lần, hàm lượng P cũng giảm 2,5 lần so vớitrước khi xử lý Nguồn nước sau khi xử lý có giá trị các thông số kỹ thuật hầu hết đạtTCVN 5945 - 2005 loại B, điều này chứng tỏ Vetiver có khả năng xử lý chất thảichăn nuôi lợn rất hữu hiệu, rẻ tiền và dễ nhân rộng [14]

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

2.1 Đối tượng nghiên cứu

- Cỏ Vetiver (Vetiveria Zizanioides L.) được lấy giống từ Trung tâm giống cây

trồng - Học Viện Nông nghiệp Việt Nam Cỏ Vetiver trước khi sử dụng cho thí nghiệmđược ươm trong bầu (đất, mùn cưa, phân vi sinh) trong thời gian 3 tháng Chọn những câykhỏe mạnh, có số nhánh, chiều dài lá và chiều dài dễ tương đương (mỗi nhánh cây dài 15cm) để trồng thí nghiệm

Hình 2.1 Cỏ Vetiver

quanh 3 trang trại chăn nuôi tại xã Hoàng Khai, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang

2.2 Vị trí và thời gian nghiên cứu

2.2.1 Vị Trí nghiên cứu

Các trang trại chăn nuôi tại xã Hoàng Khai, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quangchủ yếu là các trang trại có quy mô vừa và nhỏ Hệ thống xử lý chất thải chăn nuôibao gồm một bể xử lý yếm khí (biogas) và bể lắng (hình 2.2)

Lựa chọn 3 trang trại ở các vị trí khác nhau trên địa bàn xã lấy mẫu nước thảitại hố thu, đầu ra biogas, đầu ra bể lắng để đánh giá hiệu quả xử lý của hệ thống xử lýnước thải chăn nuôi lợn tại địa phương Đồng thời lấy mẫu ở các thủy vực lân cậnnhằm đánh giá thực trạng môi trường xung quanh của trang trại.

Trang trại 1: Ông Vũ Đức Mạnh Thôn Chè Đen Hoàng Khai Yên Sơn Tuyên Quang có quy mô chăn nuôi trung bình, với gần 300 đầu lợn trong ba dãychuồng, bao gồm cả lợn nái, lợn con theo mẹ, và lợn thịt Trang trại không xây táchriêng khu vực dành cho lợn nái và lợn con tách riêng mà sử dụng chung chuồng vớilợn thịt Trang trại xây dựng liền kề với khu vực nhà ở, khoảng cách 10 - 20m, có một

-bể biogas có thể tích 30 khối, có hệ thống mương phía ngoài khu chuồng để dẫn nướcthải Nguồn nước sử dụng cho chăn nuôi là nước giếng khơi Vì chăn nuôi theo môhình ao - chuồng nên tất cả lượng nước thải và chất thải rắn chủ yếu là phân khoảng

370 đến 380 kg một ngày đều được thu gom vào bể biogas nhằm lấy nguồn chất đốt,còn lại nước thải sau xử lý có ống dẫn chảy thẳng ra ao phía ngoài khu vực trang trại

Vì vậy, qua quan sát thấy nước ao có màu đục, có nhiều bèo sinh sống, chất thải saubiogas không sử dụng cho thủy sản và cây trồng, do diện tích đất quá chật hẹp

Trang trại 2: Ông Lý Văn Lâm, Thôn Yên Mỹ - Hoàng Khai - Yên Sơn - TuyênQuang có quy mô hơn 400 đầu lợn, trang trại được xây dựng liền kề với nhà ở, sử dụng

hệ thống biogas để xử lý chất thải, nguồn nước thải sau biogas một phần được đưa xuống

ao nuôi cá, một phần bơn thẳng lên đồi trồng cỏ phục vụ cho chăn nuôi bò Nước thải sau

xử lý vẫn có mùi hôi thối bốc lên, gây ô nhiễm cho các hộ dân sống liền kề

Trang trại 3: Nguyễn Văn Hải, Thôn Từ Lưu- Hoàng Khai - Yên Sơn - TuyênQuang có quy mô chăn nuôi khoảng 900 đầu lợn, gồm cả lợn nái và lợn thịt, tổng diệntích trang trại 1300m2 Có 4 dãy dãy nhà, mỗi nhà có 2 dãy chuồng hai nhân công chămsóc Khoảng cách từ khu nhà ở tới khu vực chăn nuôi khoảng 500m đến Trang trại chănnuôi theo mô hình vườn chuồng Có hệ thống xử lý nước thải bao gồm 3 bể biogas vớidung tích 30 khối một bể Tất cả lượng chất thải rắn được thu gom đóng bao, bán cho các

hộ nuôi cá, làm phân chuồng và nước thải đều được thu gom vào bể biogas, tận thunguồn chất đốt, phần chất thải sau xử lý được trang trại sử dụng để bón cho cây trồngtrong vườn như: chuối, vải, na…lượng nước thải sau biogas được đưa ra ngoài mương

tưới tiêu cho lúa Vì hàm lượng chất ô nhiễm chưa được xử lý triệt để nên qua điều tra thực tế, gây lốp lúa ở khu vực xung quanh.

- Thí nghiệm đánh giá sự sinh trưởng của cỏ Vetiver trong môi trường nướcthải chăn nuôi và thí nghiệm đánh giá khả năng giảm thiểu ô nhiễm nước thải chăn nuôicủa cỏ Vetiver được bố trí tại khu vườn nhà ông Lý Văn Lâm, Thôn Yên Mỹ - HoàngKhai - Yên Sơn - Tuyên Quang

Hình 2.3 Vị trí các trang trại chăn nuôi lợn

2.2.2 Thời gian nghiên cứu

Từ tháng 10 năm 2019 đến tháng 4 năm 2020

- Thời gian khảo sát 3 trang trại và lấy mẫu nước phân tích: Từ tháng 10 năm

2019 đến tháng 11 năm 2020

- Thời gian bố trí thí nghiệm: Từ tháng 3 năm 2020 đến tháng 4 năm 2020

2.3 Nội dung nghiên cứu

- Đánh giá thực trạng chất lượng môi trường tại một số trạng trại ở xã Hoàng

- Nghiên cứu khả năng giảm thiểu ô nhiễm nước thải chăn nuôi lợn bằng cỏ Vetiver tại xã Hoàng Khai - huyện Yên Sơn - tỉnh Tuyên Quang

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu

Phương pháp nghiên cứu tài liệu là phương pháp nghiên cứu các tài liệu, tạpchí, các báo cáo khoa học, tham luận ngành để tìm kiếm, thu thập thông tin có liênquan đến đề tài mình đang quan tâm Sau khi áp dụng phương pháp tài liệu đã thuthập được những nguồn tài liệu tham khảo như:

 Tổng quan về nước thải chăn nuôi.

 Tổng quan về cỏ Vetiver trong kiểm soát ô nhiễm

 Các thông tin liên quan đến địa điểm nghiên cứu

 Các tài liệu khoa học sách, báo, tạp chí về phương pháp sử dụng cỏ Vetiver trong kiểm soát nước thải chăn nuôi

2.4.2 Phương pháp điều tra, đánh giá chất lượng môi trường tại một số trang trại lợn

- Sử dụng phương pháp kế thừa để thu thập thông tin thứ cấp có liên quan đến các hộ chăn nuôi thuộc các điểm dự kiến điều tra

- Lập phiếu điều tra để thu thập thông tin liên quan đến các trang trại, về tình hình ô nhiễm môi trường do chất thải chăn nuôi

+ Số lượng phiếu: 100 phiếu

+ Đối tượng: người dân sống gần khu vực có trang trại lợn tại xã Hoàng Khai,huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang

2.4.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm đánh giá khả năng giảm thiểu ô nhiễm nước thải chăn nuôi của cỏ Vetiver

2.4.3.1 Bố trí thí nghiệm khảo sát khả năng sinh trưởng của cỏ Vetiver trong môi trường nước thải chăn nuôi có nồng độ ô nhiễm khác nhau

Cỏ Vetiver trước khi sử dụng cho thí nghiệm được ươm trong bầu (đất, mùn cưa,phân vi sinh) trong thời gian 3 tháng Chọn những cây khỏe mạnh, có số nhánh, chiều dài

lá và chiều dài dễ tương đương (mỗi nhánh cây dài 15 cm) để trồng thí nghiệm

Thí nghiệm được đặt trong thùng xốp dung tích 10 lít và chứa 8 lit nước thảichăn nuôi lợn trước biogas, sau khi xử lý qua biogas, sau khi xử lý qua bể lắng và cácthủy vực xung quanh

Cây được trồng theo phương pháp thủy canh Mỗi thùng xốp trồng 5 khóm(mỗi khóm 3 nhánh cây) Mỗi thí nghiệm được lặp lại 3 lần Hàng ngày bổ sunglượng nước bay hơi của các chậu thí nghiệm Sau 4 tuần thu hoạch cây và tiến hànhđánh giá sự sinh trưởng của cây ở trong môi trường nước thải chăn nuôi có nồng độ ônhiễm khác nhau

Các thông số đánh giá gồm: Sinh khối (gam) tươi trước và sau thí nghiệm