Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan về mô hình nông nghiệp không chất thải 1. Định nghĩa về mô hình nông nghiệp không chất thải Khái niệm “Không chất thải” ở đây không phải là số không (“0”) tuyệt đối trong phân tích, mà là không tồn tại dòng thải có khả năng gây ra ô nhiễm môi trường. Không chất thải là một khái niệm hợp nhất những công nghệ hiện hữu hướng tới loại trừ chất thải.
Không chất thải hướng tới mục tiêu không tạo ra chất thải bằng phương châm tăng cường tối đa tái chế, giảm thiểu chất thải, hạn chế tiêu thụ và bảo đảm khả năng tái sử dụng, sửa chữa hay quay vòng trở lại vào tự nhiên hay thị trường của sản phẩm tạo ra. [19] Mô hình nông nghiệp không chất thải là mô hình nông nghiệp bền vững. Trong mô hình này, chất thải của nhóm này lại là đầu vào của nhóm kia, kết hợp với một số kỹ thuật xanh, mô hình nông nghiệp không chất thải đem lại năng suất cao và lợi nhuận cho người nông dân. Mô hình không chất thải là một cách tiếp cận hệ thống toàn diện hướng tới những thay đổi trên quy mô rộng lớn thông qua xã hội theo con đường dòng vật chất, kết quả là không chất thải.
Mô hình không chất thải bao hàm cả những giải pháp cuối đường ống với những khuyến khích chuyển đổi chất thải theo hướng tái sinh và tái tạo tài nguyên cũng như loại trừ chất thải tại nguồn. Mô hình không chất thải dựa trên nguyên lý tái thiết kế hệ thống nông nghiệp một chiều hiện tại thành hệ thống khép kín mô phỏng theo những chu trình tự nhiên hoàn hảo nhằm giúp cộng đồng đạt được một nền kinh tế phát triển ổn định và cung cấp phương cách tự cung ứng đầy đủ. Mục tiêu của mô hình không chất thải nông nghiệp Mục tiêu mô hình không chất thải thể hiện nhu cầu một hệ thống xã hội/nông nghiệp khép kín. Chất thải là dấu hiệu của tính không hiệu quả.
Do đó, phát thải bằng không được xem xét, đánh giá hiệu suất sử dụng tài nguyên 100% gồm năng lượng, nguyên vật liệu, nhân công: - Không có chất thải và chất thải nguy hại; - Không chất thải vào môi trường: không khí, nước, đất; - Không chất thải trong quá trình sản xuất. Không chất thải trong vòng đời sản phẩm: từ khâu vận chuyển, sử dụng, kết thúc thải bỏ. - Không độc tố: + Giảm thiểu rủi ro cho thiên nhiên; + Không độc tố trong chất thải nguy hại. Tiêu chí mô hình không chất thải Hình 1.1: Sơ đồ chung của mô hình không chất thải [19] - Tiết kiệm tiền bạc - Đẩy mạnh việc ngăn ngừa ô nhiễm: thiết kế vì môi trường, tái sử dụng 5 z - Đẩy mạnh việc thu hồi chất thải: tái chế, phân bón - Định hướng cho việc bảo tồn tài nguyên và năng lượng - Loại trừ ô nhiễm - Tạo ra những việc làm mới: + Quản lý chất thải trở thành quản lý nguồn tài nguyên + Sản xuất nhiều sản phẩm từ những vật liệu được thu hồi [19] 1.
Tổng quan về chất thải nông nghiệp 1. Tổng quan về chất thải chăn nuôi a) Định nghĩa về chất thải chăn nuôi Chất thải chăn nuôi là chất thải phát sinh trong quá trình chăn nuôi như phân, nước tiểu, xác xúc vật…Chất thải trong chăn nuôi được chia làm ba loại: chất thải rắn, chất thải lỏng và chất thải khí. Trong chất thải chăn nuôi có nhiều các chất hữu cơ, vô cơ, vi sinh vật và trứng ký sinh trùng có thể gây bệnh cho động vật và con người. b) Nguồn gốc phát sinh chất thải chăn nuôi Chất thải rắn bao gồm chủ yếu là phân, xác xúc vật chết, thức ăn dư thừa của vật nuôi, vật liệu lót chuồng và các chất thải khác, độ ẩm từ 50% - 83% và tỷ lệ NPK cao.
Chất thải lỏng (nước thải) có độ ẩm cao hơn, trung bình khoảng 93% - 98% gồm phần lớn là nước thải của vật nuôi, nước rửa chuồng và phần phân lỏng hòa tan. Chất thải khí là các loại khí sinh ra trong quá trình chăn nuôi, quá trình phân hủy của các chất hữu cơ ở dạng rắn và lỏng. c) Phân loại chất thải chăn nuôi - Chất thải rắn: Phân và nước tiểu gia súc; xác súc vật chết; thức ăn dư thừa, vật liệu lót chuồng và các chất thải. - Chất thải lỏng: 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. Đây cũng là loại chất thải 6 z khó quản lý, khó sử dụng. Mặt khác, nước thải chăn nuôi có ảnh hưởng rất lớn đến môi trường nhưng người chăn nuôi ít để ý đến việc xử lý nó. - Chất thải khí: 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. Mùi hôi phụ thuộc vào điều kiện mật độ nuôi cao, sự thông thoáng kém, nhiệt độ và độ ẩm không khí cao. Tổng quan về chất thải trồng trọt Chất thải trồng trọt là chất thải phát sinh trong quá trình trồng trọt như thực vật chết, lá cành, cỏ, rơm, rạ, trấu, cám, lõi ngô, thân ngô… Vào những ngày thu hoạch, lượng rơm, rạ,. và các phụ phẩm nông nghiệp khác phát sinh nhiều và chiếm thành phần chủ yếu trong chất thải rắn nông nghiệp.
Với khoảng 7,5 triệu hecta đất trồng lúa ở nước ta, hàng năm lượng rơm rạ thải ra lên tới 76 triệu tấn. [2] Ngoài ra, trong hoạt động trồng trọt, tình trạng sử dụng hóa chất trong nông nghiệp như phân bón hóa học, thuốc bảo vệ thực vật đang diễn ra tràn lan, thiếu kiểm soát. Do đó, các CTR như chai lọ, bao bì đựng hóa chất bảo vệ thực vật, vỏ bình phun hóa chất: thuốc trừ sâu; thuốc trừ nấm; thuốc trừ chuột; thuốc trừ bệnh; thuốc trừ cỏ tăng lên đáng kể và không thể kiểm soát. Theo số liệu thống kê của Tổng cục Môi trường, Tổng cục Thống kê, Tổng cục Hải quan từ năm 2000 đến năm 2005, mỗi năm Việt Nam sử dụng khoảng 35.000 tấn hoá chất bảo vệ thực vật, đến năm 2006, tăng đột biến lên tới 71.345 tấn và đến năm 2008 đã tăng lên xấp xỉ 110.
Thông thường, lượng bao bì chiếm khoảng 10% so với lượng thuốc tiêu thụ, như vậy năm 2008 đã thải ra môi trường 11.000 tấn bao bì các loại. Việc sử dụng phân bón cũng phát sinh các bao bì, túi chứa đựng. Năm 2008, tổng lượng phân bón vô cơ các loại được sử dụng 2,4 triệu tấn/năm. Như vậy mỗi năm thải ra môi trường khoảng 240 tấn thải lượng bao bì các loại.
[2] 7 z Theo tính toán, bình quân nông dân nước ta hiện nay sử dụng khoảng 125kg đạm nguyên chất và 80 kg lân nguyên chất cho mỗi ha canh tác. Kết quả tính toán của các nhà khoa học cho thấy các cây trồng mới chỉ hấp thu ít hơn 30%, 70% còn lại tan trong nước, ngấm vào đất và gây ô nhiễm môi trường, tồn dư trong nông sản, phát thải khí nhà kính và lãng phí đầu tư cho nông dân. [2] Kết quả đánh giá của các nhà khoa học cũng cho thấy, bà con nông dân sử dụng trung bình khoảng 8,7 kg thuốc bảo vệ thực vật cho mỗi ha canh tác. Theo nghiên cứu của Viện Bảo vệ thực vật, tỷ lệ bám dính vào bao bì trung bình là 1,85% và được thải ra môi trường cùng với bao bì đã gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe nông dân như làm giảm đa dạng sinh học, tồn dư trong nông sản và gây một số các bệnh nan y cho bà con nông dân.
Ở đa số vùng sản xuất nông nghiệp, việc thu gom, xử lý chất thải bao bì, chai lọ thuốc bảo vệ thực vật còn nhiều hạn chế nên đã làm trầm trọng hơn ô nhiễm môi trường và sức khỏe bà con nông dân. Tổng quan về các phương pháp xử lý chất thải nông nghiệp 1. Xử lý chất thải chăn nuôi Chất thải chăn nuôi đặc biệt là phân và nước tiểu gia súc sau khi được thải ra thì khả năng ô nhiễm còn thấp, khả năng này chỉ tăng khi phân và nước tiểu gia súc được để lâu trong môi trường bên ngoài. Do đó để giải quyết kịp thời vấn đề ô nhiễm thì chúng ta cần phải quản lý và xử lý chất thải chăn nuôi ngay từ lúc mới thải ra môi trường bằng một số biện pháp như: thu gom, vận chuyển, lưu trữ và xử lý.
Phân và nước tiểu sau khi gia súc thải ra phải được thu gom và vận chuyển ra khỏi chuồng trại chăn nuôi càng sớm càng tốt để tránh vấy bẩn ra chuồng trại và gia súc đồng thời tránh tạo mùi hôi thối trong chuồng nuôi làm thu hút ruồi muỗi tới, thuận tiện cho việc dọn rửa chuồng trại, tiết kiệm điện, nước. Tùy theo tình trạng của phân mà ta có thể thu gom bằng cách hốt phân rắn hay xịt cho phân trôi theo dòng chảy vào những thời điểm nhất định trong ngày. 8 z Việc thu gom vận chuyển chất thải có thể dùng nước bơm xịt trôi theo đường cống thoát. Hay dùng thùng chứa (phân lỏng) hoặc có thể dùng sọt, bao, thùng xe để vận chuyển phân rắn.
Nơi lưu trữ phân phải là hố chứa, bể lắng, thùng đựng được đậy kín hay bao kín để xử lý chuyên biệt, nơi lưu trữ phân phải cách biệt với chuồng trại chăn nuôi để tránh ảnh hưởng đến sức khỏe gia súc. Việc xử lý chất thải chăn nuôi trong điều kiện chăn nuôi tự phát như hiện nay do khoảng không gian giữa khu chăn nuôi và khu dân cư càng bị thu hẹp thì một hệ thống xử lý chất thải chăn nuôi phải được thiết kế đúng tiêu chuẩn kỹ thuật và phải có thiết bị sử dụng phế thải dạng rắn và lỏng ở công đoạn cuối cùng sau khi được thải vào môi trường tùy theo điều kiện kinh tế của từng cơ sở và các hộ chăn nuôi mà đưa vào áp dụng cụ thể như: a) Sản xuất phân bón hữu cơ từ phân gia súc (Composting) Phương pháp sản xuất phân bón hữu cơ từ phân gia súc đã có từ rất lâu đó là phương pháp ủ phân hiếu khí (composting).