Tổng quan nghiên cứu

Chăn nuôi bò sữa tại Việt Nam đã phát triển mạnh mẽ trong những năm gần đây, với số lượng đàn bò sữa tăng từ khoảng 128.500 con năm 2010 lên gần 294.400 con năm 2018, sản lượng sữa cũng tăng từ 306.662 tấn lên gần 936.000 tấn trong cùng giai đoạn. Tỉnh Hà Nam, đặc biệt huyện Duy Tiên, là một trong những vùng trọng điểm phát triển chăn nuôi bò sữa với quy mô lớn, góp phần nâng cao thu nhập và cải thiện đời sống người dân. Tuy nhiên, hoạt động chăn nuôi cũng gây ra nhiều vấn đề môi trường nghiêm trọng, đặc biệt là ô nhiễm mùi hôi từ chất thải chăn nuôi như khí NH₃, H₂S, CH₄ và CO₂, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người và hệ sinh thái xung quanh.

Luận văn tập trung nghiên cứu đánh giá hiệu quả xử lý mùi hôi tại chuồng trại chăn nuôi bò sữa bằng chế phẩm vi sinh COSTE-MT01 tại các trang trại ở xã Mộc Bắc, huyện Duy Tiên, tỉnh Hà Nam trong khoảng thời gian từ tháng 5/2018 đến tháng 3/2019. Mục tiêu chính là khảo sát hiện trạng ô nhiễm mùi, đánh giá hiệu quả xử lý mùi bằng chế phẩm vi sinh và xây dựng quy trình sử dụng chế phẩm phù hợp cho quy mô trang trại. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường, nâng cao chất lượng chăn nuôi và phát triển bền vững ngành bò sữa tại địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình về xử lý chất thải chăn nuôi và kiểm soát ô nhiễm mùi hôi, trong đó có:

  • Lý thuyết phân hủy sinh học chất thải hữu cơ: Quá trình phân hủy yếm khí và hiếu khí tạo ra các khí gây mùi như NH₃, H₂S, CH₄, CO₂. Vi sinh vật đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển hóa các hợp chất hữu cơ thành các sản phẩm cuối không gây mùi hoặc ít gây mùi.
  • Mô hình xử lý mùi bằng chế phẩm vi sinh: Sử dụng các chủng vi sinh vật như Bacillus spp., Lactobacillus spp. và Saccharomyces cerevisiae để phân hủy nhanh các hợp chất hữu cơ, ức chế vi sinh vật gây mùi và giảm phát sinh khí độc hại.
  • Khái niệm về ô nhiễm mùi trong chăn nuôi: Mùi hôi phát sinh từ phân, nước tiểu, thức ăn thừa và quá trình lên men phân hủy chất thải, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và vật nuôi.
  • Các chỉ tiêu môi trường không khí và vi sinh vật: Nồng độ khí NH₃, H₂S, CH₄, CO₂ và mật độ vi khuẩn hiếu khí, E.coli, Coliform, nấm mốc trong không khí chuồng trại.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện tại 03 trang trại chăn nuôi bò sữa có quy mô trên 30 con tại xã Mộc Bắc, huyện Duy Tiên, tỉnh Hà Nam trong giai đoạn từ tháng 5/2018 đến tháng 3/2019. Các phương pháp chính bao gồm:

  • Phương pháp kế thừa: Thu thập, tổng hợp tài liệu, kết quả nghiên cứu liên quan đến xử lý mùi và chất thải chăn nuôi.
  • Phương pháp khảo sát thực địa: Lựa chọn các trang trại có điều kiện tương đồng, khảo sát hiện trạng môi trường, bố trí điểm lấy mẫu khí và vi sinh vật.
  • Phương pháp lấy mẫu và phân tích: Lấy mẫu khí NH₃, H₂S, CH₄, CO₂ theo tiêu chuẩn Việt Nam và quốc tế; lấy mẫu vi sinh vật trong không khí bằng phương pháp đĩa petri; phân tích mẫu khí bằng thiết bị sắc ký khí GC, đo nhanh CO₂ bằng máy Testo 435; phân tích vi sinh vật bằng phương pháp nuôi cấy và đếm khuẩn lạc.
  • Phương pháp xử lý số liệu: Sử dụng thống kê mô tả, so sánh nồng độ khí và mật độ vi sinh vật trước và sau khi sử dụng chế phẩm vi sinh COSTE-MT01.

Cỡ mẫu nghiên cứu gồm 03 trang trại với tổng số bò sữa trên 90 con, lựa chọn theo phương pháp chọn mẫu thuận tiện nhưng đảm bảo tính đại diện cho vùng nghiên cứu.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Hiện trạng ô nhiễm mùi tại các trang trại: Nồng độ khí NH₃ và H₂S trong chuồng nuôi vượt quy chuẩn Việt Nam QCVN 06:2009/BTNMT gấp khoảng 2 lần, với nồng độ NH₃ trung bình trong chuồng là 271 mg/m³ và H₂S là 71 mg/m³. Nồng độ khí CH₄ và CO₂ cũng ở mức cao, gây ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường và sức khỏe vật nuôi.

  2. Hiệu quả xử lý mùi bằng chế phẩm vi sinh COSTE-MT01: Sau 30 tuần sử dụng chế phẩm, nồng độ NH₃ giảm trung bình 35%, H₂S giảm 40%, CH₄ giảm 25% và CO₂ giảm 20% so với trước khi xử lý. Mật độ vi khuẩn hiếu khí giảm 30%, E.coli và Coliform giảm trên 50%, cho thấy sự cải thiện rõ rệt về chất lượng không khí và vi sinh vật trong chuồng nuôi.

  3. Quy trình sử dụng chế phẩm vi sinh: Phun chế phẩm với liều lượng 1 lít/100 m² chuồng nuôi, 2 lần/tuần, kết hợp vệ sinh chuồng trại và thông gió hợp lý giúp duy trì hiệu quả xử lý mùi ổn định trong thời gian dài.

  4. Hiệu quả kinh tế - xã hội - môi trường: Việc áp dụng chế phẩm vi sinh giúp giảm chi phí xử lý mùi và chất thải, nâng cao sức khỏe người lao động và vật nuôi, đồng thời góp phần bảo vệ môi trường khu vực chăn nuôi.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy chế phẩm vi sinh COSTE-MT01 có hiệu quả rõ rệt trong việc giảm nồng độ các khí gây mùi và cải thiện chất lượng không khí trong chuồng trại. Nguyên nhân là do các chủng vi sinh vật Bacillus spp. có khả năng phân hủy nhanh các hợp chất hữu cơ cao phân tử, Lactobacillus spp. sinh acid lactic ức chế vi sinh vật gây mùi và Saccharomyces cerevisiae hỗ trợ chuyển hóa các chất hữu cơ thành sản phẩm không mùi.

So sánh với các nghiên cứu trước đây về xử lý mùi bằng chế phẩm vi sinh khác như Biomix hay Sagi Bio, COSTE-MT01 cho hiệu quả tương đương hoặc cao hơn nhờ sự phối hợp đa dạng các chủng vi sinh và enzym phân hủy. Việc giảm đáng kể nồng độ NH₃ và H₂S không chỉ cải thiện môi trường sống cho vật nuôi mà còn giảm thiểu nguy cơ ảnh hưởng sức khỏe người dân xung quanh.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ biến thiên nồng độ khí trước và sau xử lý, bảng so sánh mật độ vi sinh vật, giúp minh họa rõ ràng hiệu quả của chế phẩm. Ngoài ra, việc xây dựng quy trình sử dụng chế phẩm phù hợp với điều kiện thực tế tại các trang trại là yếu tố then chốt đảm bảo tính bền vững của giải pháp.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Áp dụng rộng rãi chế phẩm vi sinh COSTE-MT01 tại các trang trại chăn nuôi bò sữa quy mô vừa và lớn nhằm giảm thiểu ô nhiễm mùi, cải thiện môi trường chăn nuôi. Thời gian áp dụng đề xuất là từ 6 tháng trở lên để đạt hiệu quả ổn định. Chủ thể thực hiện: các hộ chăn nuôi, hợp tác xã và doanh nghiệp chăn nuôi.

  2. Xây dựng và phổ biến quy trình xử lý mùi chuẩn kết hợp phun chế phẩm vi sinh, vệ sinh chuồng trại và thông gió hợp lý. Tổ chức tập huấn kỹ thuật cho người chăn nuôi trong vòng 3 tháng đầu triển khai. Chủ thể thực hiện: cơ quan quản lý địa phương, trung tâm khuyến nông.

  3. Đầu tư nâng cấp hệ thống thu gom và xử lý chất thải như mở rộng bể biogas, sử dụng công nghệ ép tách phân để giảm lượng chất thải thải ra môi trường. Thời gian thực hiện trong vòng 1-2 năm. Chủ thể thực hiện: các trang trại lớn, doanh nghiệp chăn nuôi.

  4. Tăng cường giám sát môi trường và kiểm soát chất lượng không khí tại các khu vực chăn nuôi tập trung, áp dụng các tiêu chuẩn môi trường nghiêm ngặt. Thiết lập hệ thống đo đạc định kỳ hàng quý. Chủ thể thực hiện: Sở Tài nguyên và Môi trường, UBND huyện.

  5. Khuyến khích nghiên cứu và phát triển các chế phẩm vi sinh mới phù hợp với điều kiện địa phương, nâng cao hiệu quả xử lý mùi và chất thải chăn nuôi. Chủ thể thực hiện: các viện nghiên cứu, trường đại học, doanh nghiệp công nghệ sinh học.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Người chăn nuôi bò sữa: Nắm bắt kiến thức về xử lý mùi hôi và chất thải, áp dụng chế phẩm vi sinh để cải thiện môi trường chăn nuôi, nâng cao hiệu quả sản xuất và bảo vệ sức khỏe.

  2. Các hợp tác xã và doanh nghiệp chăn nuôi: Xây dựng quy trình quản lý chất thải và xử lý mùi hiệu quả, giảm thiểu tác động môi trường, nâng cao uy tín và giá trị sản phẩm.

  3. Cơ quan quản lý nhà nước về nông nghiệp và môi trường: Làm cơ sở khoa học để xây dựng chính sách, quy chuẩn kỹ thuật và hướng dẫn thực hiện các biện pháp bảo vệ môi trường trong chăn nuôi.

  4. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành khoa học môi trường, công nghệ sinh học: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, ứng dụng vi sinh vật trong xử lý ô nhiễm môi trường chăn nuôi, phát triển các giải pháp công nghệ mới.

Câu hỏi thường gặp

  1. Chế phẩm vi sinh COSTE-MT01 gồm những thành phần chính nào?
    Chế phẩm bao gồm các chủng vi sinh vật Bacillus spp., Lactobacillus spp., Saccharomyces cerevisiae cùng các enzym phân hủy amylase, protease, cellulase, giúp phân hủy nhanh các hợp chất hữu cơ và ức chế vi sinh vật gây mùi.

  2. Hiệu quả xử lý mùi của chế phẩm được đánh giá như thế nào?
    Sau 30 tuần sử dụng, nồng độ khí NH₃ giảm khoảng 35%, H₂S giảm 40%, CH₄ giảm 25%, CO₂ giảm 20%, đồng thời mật độ vi sinh vật gây bệnh giảm trên 50%, cho thấy hiệu quả rõ rệt trong cải thiện môi trường không khí.

  3. Phương pháp lấy mẫu khí và vi sinh vật trong nghiên cứu là gì?
    Lấy mẫu khí NH₃, H₂S theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5293:1995 và MASA Method 701; khí CH₄ theo TCVN 8715:2011; vi sinh vật lấy mẫu bằng đĩa petri đặt ở độ cao 1,2-1,5m, nuôi cấy và đếm khuẩn lạc trong phòng thí nghiệm.

  4. Quy trình sử dụng chế phẩm vi sinh trong chuồng trại như thế nào?
    Phun chế phẩm với liều lượng 1 lít/100 m² chuồng nuôi, 2 lần/tuần, kết hợp vệ sinh chuồng trại và thông gió hợp lý để duy trì hiệu quả xử lý mùi ổn định.

  5. Chế phẩm vi sinh có ảnh hưởng đến sức khỏe con người và vật nuôi không?
    Chế phẩm sử dụng các chủng vi sinh vật an toàn cấp 1, không gây độc hại cho con người và vật nuôi, đồng thời giúp giảm vi sinh vật gây bệnh trong môi trường chăn nuôi.

Kết luận

  • Chăn nuôi bò sữa tại huyện Duy Tiên, tỉnh Hà Nam đang phát triển mạnh nhưng gây ô nhiễm mùi nghiêm trọng, ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe cộng đồng.
  • Chế phẩm vi sinh COSTE-MT01 có hiệu quả cao trong giảm nồng độ khí NH₃, H₂S, CH₄, CO₂ và mật độ vi sinh vật gây bệnh trong chuồng trại.
  • Quy trình sử dụng chế phẩm kết hợp vệ sinh và thông gió hợp lý giúp duy trì hiệu quả xử lý mùi lâu dài.
  • Giải pháp này góp phần nâng cao chất lượng môi trường chăn nuôi, giảm chi phí xử lý và tăng hiệu quả kinh tế cho người chăn nuôi.
  • Đề xuất triển khai áp dụng rộng rãi, đồng thời tiếp tục nghiên cứu phát triển các chế phẩm vi sinh phù hợp với điều kiện địa phương.

Hành động tiếp theo: Các cơ quan quản lý, doanh nghiệp và người chăn nuôi cần phối hợp triển khai áp dụng chế phẩm vi sinh COSTE-MT01, đồng thời tổ chức đào tạo, giám sát và nghiên cứu mở rộng để phát triển ngành chăn nuôi bò sữa bền vững.