Khóa luận: Đánh giá tình hình môi trường tại Hợp tác xã Lợn Nelson, Bắc Dakota, Hoa Kỳ

Bài luận văn này tập trung vào việc thực hiện đánh giá môi trường tại hợp tác xã heo ở… 78 trang · Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry · 2016.

• Tác giả: Doan Duc Phuc
• Người hướng dẫn: Dr Nguyen Hung Quang
• Trường học: Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry
• Chuyên ngành: Environmental Science and Management
• Đề tài: Assessment of Environmental Situation in Nelson County Pigs Cooperative, Lakota, North Dakota, United State
• Loại tài liệu: Bachelor Thesis
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Thai Nguyen

Mục lục chi tiết

• DOCUMENTATION PAGE WITH ABSTRACT
• ACKNOWLEDGEMENT
• 1. TABLE OF CONTENTS
• 2. LIST OF FIGURES
• 3. Objectives of the study
• 4. The significance of the thesis
• 5. Overview of the United States Hog Industry impact
• 5.1. United States Hog Industry
• 5.2. Effects of pollution in livestock to humans and the environment
• 5.3. COMPONENTS, CHARACTERISTICS PIG LIVESTOCK WASTE
• 5.3.1. Feces of swine
• 5.3.2. Livestock waste water
• 5.3.3. Excess Food, bedding and other wastes
• 5.3.4. Livestock materials, veterinary specimens
• 5.4. ENVIRONMENTAL IMPACTS OF LIVESTOCK WASTE
• 5.4.1. Impacts to water environment
• 5.4.2. Impacts to soil environment
• 5.4.3. Impacts to air environment
• 5.5. OVERALL OF LIVESTOCK WASTE MANAGEMENT
• 5.5.1. Properly stored and preserved
• 5.5.2. Livestock waste treatment
• 6. SUBJECTS, MATERIALS AND METHODS
• 6.1. Object and scope of the study
• 6.1.1. Object of study
• 6.1.2. Scope of research
• 6.1.3. Methods of collecting and analyzing secondary data
• 6.1.4. Methods of collecting primary data
• 6.1.5. Statistical methods, data processing and analysis, and synthesis of data
• 6.1.6. Natural conditions, socioeconomic in the region
• 6.1.6.1. Social and economic conditions
• 6.2. Evaluation of the pig production in Nelson county pigs cooperative, North Dakota
• 6.2.1. The number of pigs in Nelson county pigs cooperative
• 6.2.2. The system type and scale of livestock
• 6.2.3. Assessment of environmental quality in Nelson County Pigs Cooperative
• 6.2.3.1. Calculate the total of waste mass in farm
• 6.2.3.2. The test results of air sample
• 6.2.3.3. The test results of water sample
• 6.2.3.4. The test results of soil sample
• 7. CONCLUSIONS AND RECOMMENDATIONS

Tóm tắt

I. Đánh giá tình hình môi trường tại hợp tác xã heo Nelson County

Bài luận văn này tập trung vào việc thực hiện đánh giá môi trường tại hợp tác xã heo ở Nelson County, Lakota, North Dakota. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng ngành chăn nuôi heo tại khu vực này đang phát triển mạnh mẽ nhưng cũng đồng thời gây ra nhiều vấn đề môi trường nghiêm trọng. Theo ước tính, ngành chăn nuôi thải ra khoảng 75-85 triệu tấn chất thải mỗi năm, ảnh hưởng đến chất lượng nước, không khí và đất đai. Những chất thải này chứa đựng nhiều vi sinh vật có hại, có thể gây ra các bệnh về hô hấp và tiêu hóa cho cả người và động vật. Do đó, việc quản lý chất thải và thực hiện các biện pháp xử lý hiệu quả là rất cần thiết để bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường.

1.1. Tác động của chất thải chăn nuôi đến môi trường

Chất thải từ chăn nuôi heo có thể gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường nước, môi trường không khí và môi trường đất. Các nghiên cứu cho thấy, nồng độ khí H2S và NH3 trong chất thải chăn nuôi vượt mức cho phép từ 30-40 lần. Việc phân hủy chất hữu cơ trong phân heo và nước thải là nguyên nhân chính dẫn đến ô nhiễm môi trường. Nếu không có biện pháp xử lý kịp thời, chất thải sẽ phát tán ra môi trường, gây ra mùi hôi và làm giảm chất lượng không khí. Hơn nữa, ô nhiễm nước do chất thải chăn nuôi có thể ảnh hưởng đến nguồn nước uống và hệ sinh thái xung quanh, dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng cho sức khỏe cộng đồng.

1.2. Quản lý chất thải và thực hành nông nghiệp bền vững

Việc áp dụng các phương pháp quản lý chất thải hiệu quả là rất quan trọng để giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Các biện pháp như lưu trữ và xử lý chất thải đúng cách có thể giúp giảm thiểu ô nhiễm. Bên cạnh đó, việc áp dụng các thực hành nông nghiệp bền vững sẽ hỗ trợ trong việc bảo tồn đa dạng sinh học và nâng cao chất lượng đất. Hợp tác xã heo tại Nelson County cần chú trọng đến việc phát triển các phương pháp sản xuất thân thiện với môi trường, từ đó không chỉ đảm bảo lợi ích kinh tế mà còn bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường sống.

II. Đánh giá chất lượng môi trường tại hợp tác xã heo

Nghiên cứu đã tiến hành thu thập và phân tích các mẫu không khí, nước và đất tại hợp tác xã heo Nelson County. Kết quả cho thấy, chất lượng không khí tại khu vực này bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi khí thải từ hoạt động chăn nuôi. Các mẫu nước cũng cho thấy nồng độ ô nhiễm cao, đặc biệt là trong các hồ chứa chất thải. Việc phân tích chất lượng đất cho thấy nồng độ các chất độc hại gia tăng, ảnh hưởng đến khả năng sản xuất nông nghiệp trong khu vực. Những kết quả này không chỉ cung cấp cái nhìn tổng quan về tình hình môi trường mà còn nhấn mạnh sự cần thiết phải có các biện pháp can thiệp kịp thời.

2.1. Kết quả phân tích mẫu không khí

Kết quả phân tích mẫu không khí cho thấy nồng độ khí H2S và NH3 vượt mức cho phép, gây ra mùi hôi khó chịu và ảnh hưởng đến sức khỏe của cư dân xung quanh. Điều này cho thấy cần thiết phải có các biện pháp kiểm soát ô nhiễm không khí từ hoạt động chăn nuôi. Việc áp dụng công nghệ hiện đại trong quản lý chất thải có thể giúp giảm thiểu các tác động này, đồng thời bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

2.2. Kết quả phân tích mẫu nước và đất

Phân tích mẫu nước cho thấy nồng độ ô nhiễm cao, đặc biệt là trong các nguồn nước gần khu vực chăn nuôi. Chất lượng đất cũng bị ảnh hưởng bởi sự tích tụ của các chất độc hại từ phân heo và nước thải. Những kết quả này cho thấy sự cần thiết phải có các biện pháp xử lý chất thải hiệu quả, nhằm bảo vệ chất lượng nước và đất, từ đó đảm bảo an toàn cho sức khỏe cộng đồng và môi trường.

III. Khuyến nghị và giải pháp

Dựa trên kết quả nghiên cứu, một số khuyến nghị được đưa ra nhằm cải thiện tình hình môi trường tại hợp tác xã heo Nelson County. Các biện pháp như áp dụng công nghệ xử lý chất thải hiện đại, tăng cường giám sát môi trường và nâng cao nhận thức của cộng đồng về quản lý chất thải là rất cần thiết. Ngoài ra, việc xây dựng các chính sách hỗ trợ cho nông dân trong việc thực hiện các phương pháp sản xuất bền vững cũng cần được chú trọng.

3.1. Áp dụng công nghệ xử lý chất thải

Việc áp dụng công nghệ xử lý chất thải hiện đại sẽ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Các hệ thống xử lý sinh học, như bể biogas, có thể chuyển đổi chất thải thành năng lượng và phân bón hữu cơ, từ đó giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.

3.2. Tăng cường giám sát và quản lý môi trường

Cần thiết phải thiết lập các hệ thống giám sát môi trường hiệu quả để theo dõi chất lượng không khí, nước và đất. Việc này không chỉ giúp phát hiện sớm các vấn đề ô nhiễm mà còn đảm bảo việc thực hiện các biện pháp can thiệp kịp thời.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Khóa luận tốt nghiệp cử nhân ngành Khoa học và Quản lý Môi trường của tác giả Đoàn Đức Phúc (Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên) được thực hiện dựa trên đợt thực tập và nghiên cứu thực tế tại Hợp tác xã Lợn Hạt Nelson (Nelson County Pigs Cooperative), tọa lạc tại thị trấn Lakota, tiểu bang North Dakota, Hoa Kỳ.

Bối cảnh thực tiễn được tác giả nêu rõ xuất phát từ sự gia tăng nhanh chóng của nhu cầu tiêu thụ thịt lợn trên toàn cầu, dẫn đến xu hướng công nghiệp hóa và tập trung hóa ngành chăn nuôi với sự hình thành của các cơ sở chăn nuôi động vật tập trung quy mô lớn (CAFOs) cùng các đầm/hồ chứa chất thải lỏng (waste lagoons). Tại khu vực đồng bằng phía đông tiểu bang North Dakota, quy mô đàn lợn ước tính đạt từ 9 đến 10 triệu con, vượt qua cả số lượng cư dân địa phương. Lượng chất thải từ một cá thể lợn cao gấp 4 đến 8 lần so với người. Mỗi năm, ngành chăn nuôi toàn cầu thải ra khoảng 75–85 triệu tấn chất thải. Sự tích tụ chất thải hữu cơ và nước thải chưa qua xử lý đúng quy chuẩn đã dẫn đến các cuộc khủng hoảng môi trường và sức khỏe cộng đồng, đặc biệt tác động nặng nề lên các cộng đồng người thiểu số (người Mỹ gốc Phi) và cư dân nghèo tại nông thôn, làm dấy lên các phong trào Đòi Công bằng Môi trường (Environmental Justice movement). Vấn đề cốt lõi được đặt ra là làm thế nào để dung hòa giữa lợi ích kinh tế trang trại và bảo vệ môi trường, hướng tới phát triển chăn nuôi bền vững, ngăn ngừa dịch bệnh và bảo đảm chất lượng thành phẩm.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:

1. Khảo sát hiện trạng phát sinh và quản lý chất thải trong chăn nuôi lợn tại các phân khu của trang trại.
2. Đánh giá mức độ ô nhiễm do các hoạt động chăn nuôi gây ra thông qua hệ thống các chỉ thị môi trường đất, nước và không khí.
3. Xác định tình hình bệnh tật ở lợn nái và lợn con, từ đó tìm hiểu mối liên hệ giữa điều kiện môi trường xung quanh với sức khỏe đàn lợn.

Ý nghĩa nghiên cứu:

• Đóng góp góc nhìn khoa học mới về vai trò của kiểm soát môi trường trong chăn nuôi công nghiệp.
• Cung cấp tài liệu tham khảo cho công tác đào tạo và nghiên cứu khoa học chuyên ngành.
• Cung cấp cơ sở thực tiễn nhằm thiết lập mối quan hệ cân bằng giữa hiệu quả kinh tế và công tác bảo vệ môi trường.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng nghiên cứu: Đánh giá hiện trạng môi trường và hệ thống quản lý, xử lý chất thải tại Hợp tác xã Lợn Hạt Nelson.
• Phạm vi không gian: Hợp tác xã Lợn Hạt Nelson, địa chỉ số 4450-111th Avenue, thị trấn Lakota, Hạt Nelson, tiểu bang North Dakota, Hoa Kỳ.
• Phạm vi nội dung và thời gian: Đánh giá các chỉ tiêu môi trường vi khí hậu, không khí chuồng trại, nước thải, nước ngầm, nước mặt và mẫu đất; phân tích số liệu thứ cấp ngành chăn nuôi lợn Hoa Kỳ giai đoạn 1994–2014 và thời gian thực tập của sinh viên khóa 2011–2015.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và cơ sở pháp lý

Tác giả hệ thống hóa cơ sở pháp lý về tiêu chuẩn môi trường của Hoa Kỳ áp dụng cho việc giám sát và đánh giá chất lượng các thành phần môi trường:

• Đạo luật Chính sách Môi trường Quốc gia (National Environmental Policy Act - NEPA): Thiết lập Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (USEPA).
• Kiểm soát không khí: Đạo luật Không khí Sạch (Clean Air Act - 1990, 42 U.S.C. 7401; 40 CFR Subchapter C, Parts 50-97); Tiêu chuẩn Quốc gia về Chất lượng Không khí Xung quanh (NAAQS); Tiêu chuẩn Phát thải Quốc gia đối với các Chất gây ô nhiễm Không khí Nguy hại (NESHAPs); Đạo luật Kiểm soát Các chất Độc hại (Toxic Substances Control Act of 1976 - TSCA).
• Kiểm soát nguồn nước: Đạo luật Nước Sạch (Clean Water Act - CWA / Federal Water Pollution Control Act - FWPCA 1948, sửa đổi toàn diện năm 1972); Đạo luật Chất lượng Nước (Water Quality Act - 1987).
• Kiểm soát đất và chất thải: Đạo luật Bảo tồn và Phục hồi Tài nguyên (Resource Conservation and Recovery Act - RCRA).

Khung lý thuyết về đặc tính chất thải chăn nuôi:

• Chất thải rắn (phân): Chiếm 5–6% trọng lượng cơ thể lợn mỗi ngày (lợn 10–45 kg thải 1–3 kg phân/ngày; lợn 45–100 kg thải 3–5 kg phân/ngày; hàm lượng nước chiếm 65–80%).
• Chất thải lỏng (nước tiểu): Lợn 10–45 kg thải 0,7–2 kg/ngày; lợn 45–100 kg thải 2–4 kg/ngày (nước chiếm trên 99%, giàu nitơ dạng urê).
• Khí thải và mùi: Phân hủy kỵ khí các hợp chất hữu cơ sinh ra hơn 170 hợp chất tạo mùi, tiêu biểu là amoniac ($NH_3$) và hydro sunfua ($H_2S$), thường cao gấp 30–40 lần ngưỡng cho phép. Khí thải được chia thành 4 nhóm độc tính: nhóm gây kích ứng ($NH_3, H_2S$, indole, phenol, skatol), nhóm gây ngạt ($CO_2, CH_4, CO$), nhóm gây mê (hydrocacbon), và nhóm hợp chất bay hơi vô cơ/hữu cơ.

Phương pháp nghiên cứu

1. Thu thập dữ liệu thứ cấp: Kế thừa số liệu thống kê từ Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA), Cơ quan Thống kê Nông nghiệp Quốc gia (NASS), các báo cáo chuyên ngành và tài liệu kỹ thuật tại trang trại.
2. Thu thập dữ liệu sơ cấp:
   • Điều tra khảo sát trực tiếp tại trang trại bằng phiếu câu hỏi về quy mô đàn, diện tích, quy trình chăn nuôi và hệ thống xử lý chất thải.
   • Khảo sát nhận thức và hành vi của công nhân, người quản lý đối với công tác vệ sinh môi trường.
   • Khảo sát thực địa quy trình vận hành hệ thống thu gom, bể chứa và xử lý chất thải lỏng/chất thải rắn.
3. Phương pháp lấy mẫu và phân tích thực nghiệm:
   • Mẫu không khí (04 mẫu): AS-1 (khu nuôi lợn giống/thịt - Hog breeding), AS-2 (khu lợn đẻ - Farrowing), AS-3 (khu văn phòng), AS-4 (khu vực bên ngoài, cách trang trại ít nhất 1 dặm). Phương pháp đo đạc áp dụng theo AS 4323, USEPA Method 3A ($CO_2$), USEPA Method 10 ($CO$), USEPA Method 29/102 (kim loại nặng).
   • Mẫu nước (04 mẫu): Lấy lặp 3 lần (in triplicate) bằng túi Whirlpak vô trùng dung tích 100 mL hoặc 1 L; có mẫu trắng hiện trường (Field Blank - FB) và mẫu trắng phòng thí nghiệm (Lab Blank - LB); lọc qua màng 0,45 µm và rửa dụng cụ bằng axit. Vị trí gồm: WS-1 (hầm phân dưới chuồng đẻ), WS-2 (hầm phân dưới chuồng nuôi giống), WSS-1 (nước mặt tại ao gần trang trại), GS-1 (nước ngầm từ giếng khoan).
   • Mẫu đất (02 vị trí): Lấy mẫu thủ công (Manual Soil Sampling) tại tầng mặt (0–6 inch hoặc 0–12 inch) và tầng nông dưới mặt đất; vị trí SS-1 (cách trang trại 50 m) và SS-2 (cách trang trại 150 m).

---

Nội dung chính theo từng chương

Phần I: Đặt vấn đề, mục tiêu và ý nghĩa nghiên cứu (Research Rationale, Objectives and Significance)

Phần này trình bày tính cấp thiết của đề tài trước thực trạng bùng nổ các tổ hợp chăn nuôi tập trung tại Hoa Kỳ nói chung và North Dakota nói riêng. Tác giả phân tích mâu thuẫn giữa gia tăng lợi nhuận chăn nuôi và gánh nặng ô nhiễm môi trường đổ dồn lên cư dân địa phương. Đề tài xác định 3 mục tiêu cụ thể và 3 ý nghĩa khoa học - thực tiễn nhằm làm rõ mối quan hệ tương hỗ giữa kiểm soát môi trường và hiệu quả chăn nuôi bền vững.

Phần II: Tổng quan ngành chăn nuôi lợn Hoa Kỳ và cơ sở lý luận về chất thải chăn nuôi

Chương này tổng quan bức tranh ngành chăn nuôi lợn Hoa Kỳ giai đoạn 1994–2014 dựa trên số liệu USDA/NASS:

• Tỷ lệ đàn lợn tại các trang trại quy mô lớn (từ 5.000 con trở lên) tăng từ 27% (năm 1994) lên 93% (năm 2014), mặc dù nhóm này chỉ chiếm 5% tổng số lượng cơ sở chăn nuôi.
• Trọng lượng giết mổ trung bình tăng từ 256 pounds (1994) lên 285 pounds (2014); tỷ lệ thịt xẻ (dressing percentage) tăng từ 72% lên 75%.
• Tổng đàn lợn tăng 7% trong khi quy mô đàn nái sinh sản giảm 19% nhờ năng suất sinh sản tăng (số lợn con cai sữa đạt trung bình 9,93 con/lứa vào năm 2014).
• Iowa là bang sản xuất thịt lợn lớn nhất nước Mỹ, chiếm 31,4% tổng đàn lợn vào tháng 12/2014.

Đồng thời, chương này đi sâu vào thành phần hóa lý của chất thải chăn nuôi và tác động môi trường:

• Tổng hợp thành phần phân lợn giai đoạn 70–100 kg (pH 6,47–6,95; chất khô 213–342 g/kg; Nitơ tổng 7,99–9,32 g/kg; xơ 151–261 g/kg).
• Tổng hợp thành phần nước tiểu lợn 70–100 kg (pH 6,77–8,19; chất khô 30,9–35,9 g/kg; Nitơ tổng 4,90–6,63 g/kg).
• Phân tích nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải vệ sinh chuồng (COD đạt 2.667 mg/L, SS 124 mg/L, Nitơ tổng 28 mg/L, $NH_4^+$ 14 mg/L, $NO_3^-$ 6 mg/L, Photpho tổng 0,41 mg/L).
• Đánh giá độc tính của các khí $NH_3, H_2S, CO_2, CH_4$, tác động của tiếng ồn (>85 dB) và bụi chứa vi khuẩn (Staphylococcus, Streptococcus chiếm tới 80%).
• Trình bày các giải pháp kỹ thuật quản lý và xử lý chất thải: phương pháp vật lý (tách phân, lắng, lọc), hóa học (keo tụ phèn nhôm, sắt, vôi), sinh học hiếu khí (hồ sinh học, bể Aerotank với tỷ lệ dinh dưỡng BOD:N:P = 100:5:1, bể lọc màng sinh học, đĩa quay sinh học RBC tốc độ 1–3 vòng/phút) và kỵ khí (bể tự hoại Septic tank, bể UASB).

Phần III: Đối tượng, địa bàn và phương pháp nghiên cứu (Subjects, Materials and Methods)

Nội dung chương mô tả chi tiết địa bàn nghiên cứu tại Hợp tác xã Lợn Hạt Nelson (Lakota, North Dakota); thiết lập sơ đồ và tọa độ lấy mẫu đại diện cho các phân khu sản xuất (chuồng lợn nái đẻ, chuồng lợn nuôi giống, văn phòng, khu vực xung quanh); quy định quy trình kỹ thuật lấy mẫu và bảo quản mẫu nước (lọc màng 0,45 µm, acid hóa), mẫu đất tầng nông, và mẫu khí stack gas/ambient air theo các quy chuẩn USEPA và ASTM/AS.

Phần IV: Đánh giá hiện trạng chăn nuôi và chất lượng môi trường tại HTX Lợn Hạt Nelson

Phần này thể hiện các kết quả đo đạc thực tế tại trang trại:

• Đánh giá cơ cấu đàn, công nghệ chuồng trại tự động hóa và phương thức thu gom phân dưới sàn chuồng (slotted floors / pit).
• Tính toán tổng lượng chất thải phát sinh và xác định thể tích bể biogas cần thiết (Hình 6 trong văn bản).
• Kết quả đo đạc vi khí hậu (Bảng 9) và nồng độ khí thải trong chuồng nuôi (Bảng 10) so với khu vực xung quanh (Bảng 11).
• Kết quả phân tích chất lượng nước thải phát sinh từ các hầm chứa phân WS-1, WS-2 (Bảng 12), nước ngầm GS-1 (Bảng 13), và nước mặt ao tiếp nhận WSS-1 (Bảng 14).
• Kết quả phân tích mẫu đất SS-1 và SS-2 ở cự ly 50 m và 150 m nhằm xác định mức độ tích tụ nitrat, photpho và kim loại nặng (Bảng 15).

Phần V: Kết luận và khuyến nghị (Conclusions and Recommendations)

Tổng kết toàn bộ hiện trạng môi trường tại hợp tác xã; đề xuất các giải pháp kỹ thuật và quản lý môi trường phù hợp với quy định của bang North Dakota và cơ quan bảo vệ môi trường liên bang.

---

Kết quả và đóng góp

Bảng tổng hợp các thông số đặc trưng chất thải chăn nuôi lợn (theo tư liệu khóa luận)

Thông số phân tích	Phân lợn (70–100 kg)	Nước tiểu (70–100 kg)	Nước thải sau rửa chuồng
pH	6,47 – 6,95	6,77 – 8,19	6,6
Chất khô (Dry matter)	213 – 342 g/kg	30,9 – 35,9 g/kg	—
Nitơ tổng (N-Total)	7,99 – 9,32 g/kg	4,90 – 6,63 g/kg	28 mg/L
$NH_4^+$-N / $NH_4^+$	0,66 – 0,76 g/kg	0,13 – 0,40 g/kg	14 mg/L
Nitrat ($NO_3^-$)	—	—	6 mg/L
Photpho tổng (P-Total)	Chứa trong khoáng	—	0,41 mg/L
Chất xơ (Fiber)	151 – 261 g/kg	123 – 196 g/kg	—
Cacbonat	0,23 – 0,41	0,11 – 0,19	—
Axit mạch ngắn	3,83 – 4,47 g/kg	—	—
COD	—	—	2.667 mg/L
Chất rắn lơ lửng (SS)	—	—	124 mg/L

Ngưỡng nồng độ khí độc tác động lên người và vật nuôi

Khí độc	Nồng độ	Tác động lên người	Tác động lên đàn lợn
Amoniac ($NH_3$)	6 – 20 ppm	Kích ứng mắt, khó chịu đường hô hấp	—
	50 ppm	—	Giảm năng suất, dễ viêm phổi
	100 ppm	Ngứa bề mặt niêm mạc (1 giờ)	Hắt hơi, chảy nước bọt, bỏ ăn
	300 ppm	—	Ngứa mũi miệng ngay lập tức, khó thở
	400 – 700 ppm	Ngứa rát mắt, mũi, họng cấp tính	—
	> 1.000 – 10.000 ppm	Co thắt thanh quản, phù phổi, tử vong	—
Hydro sunfua ($H_2S$)	0,7 – 5 ppm	Ngưỡng cảm nhận mùi trứng thối	—
	10 – 20 ppm	Ngứa mắt, mũi, họng	Sợ ánh sáng, bỏ ăn, rối loạn thần kinh
	50 – 100 ppm	Nôn mửa, tiêu chảy	—
	200 – 300 ppm	Suy nhược thần kinh, co giật, hôn mê	Hắt hơi, chảy nước dãi, bỏ ăn
	> 600 ppm	Tử vong nhanh chóng	—

Đóng góp của đề tài

• Cung cấp chuỗi dữ liệu thực nghiệm hoàn chỉnh về 3 thành phần môi trường (không khí, nước, đất) tại một hợp tác xã chăn nuôi lợn cụ thể ở North Dakota, Hoa Kỳ.
• Đánh giá cụ thể hiệu quả và hạn chế của các mô hình xử lý sinh học (Aerotank, lọc sinh học, RBC, UASB, Septic tank) ứng dụng trong điều kiện trang trại khép kín.
• Kết nối bức tranh vĩ mô của ngành chăn nuôi lợn Hoa Kỳ (xu hướng tập trung hóa trang trại quy mô trên 5.000 con) với các thách thức môi trường vi mô tại địa phương.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế: Theo tự nhận xét của tác giả, do thời gian thực tập có hạn, kinh nghiệm nghiên cứu thực địa còn hạn chế và các điều kiện kỹ thuật nhất định trong quá trình thu thập mẫu tại nước ngoài, báo cáo không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Số lượng điểm quan trắc tại thực địa tập trung chủ yếu trong phạm vi bán kính gần hợp tác xã (04 mẫu khí, 04 mẫu nước, 02 mẫu đất).
• Hướng nghiên cứu mở rộng: Nghiên cứu sâu hơn về sự biến động của nồng độ khí thải và chất lượng nước theo các mùa trong năm; đánh giá chi tiết hơn mối quan hệ định lượng giữa tải lượng khí độc trong chuồng nuôi với tỷ lệ mắc các bệnh đường hô hấp, tiêu hóa cụ thể ở lợn con và lợn nái; hoàn thiện mô hình tính toán công suất bể Biogas tối ưu cho toàn bộ lượng chất thải phát sinh.

---

Giá trị tham khảo

Tài liệu là nguồn tham khảo hữu ích cho:

• Sinh viên và học viên: Chuyên ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Môi trường, Kỹ thuật Môi trường và Chăn nuôi Thú y đang thực hiện khóa luận, đề tài nghiên cứu liên quan đến đánh giá tác động môi trường chăn nuôi.
• Kỹ sư và nhà quản lý trang trại: Tham khảo quy trình lấy mẫu kiểm soát chất lượng nước/khí/đất theo quy chuẩn USEPA, phương pháp tính toán tải lượng ô nhiễm phân/nước tiểu theo trọng lượng lợn, và nguyên lý vận hành các hệ thống xử lý chất thải kỵ khí/hiếu khí (UASB, Aerotank, đĩa quay sinh học RBC).

---

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận này được thực hiện tại địa điểm nào và thuộc chương trình đào tạo gì?
Khóa luận được thực hiện tại Hợp tác xã Lợn Hạt Nelson (Nelson County Pigs Cooperative), địa chỉ 4450-111th Avenue, thị trấn Lakota, tiểu bang North Dakota, Hoa Kỳ, thuộc chương trình Cử nhân Khoa học và Quản lý Môi trường tại Trung tâm Đào tạo và Phát triển Quốc tế, Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên.

2. Tác giả đã thu thập bao nhiêu mẫu thực nghiệm tại trang trại và tại những vị trí nào?
Tác giả đã thu thập:

• 04 mẫu không khí: AS-1 (khu nuôi lợn giống/thịt), AS-2 (khu lợn đẻ), AS-3 (khu văn phòng), AS-4 (khu vực ngoài trang trại cách ít nhất 1 dặm).
• 04 mẫu nước: WS-1 (hầm phân dưới chuồng đẻ), WS-2 (hầm phân dưới chuồng thịt), GS-1 (giếng nước ngầm), WSS-1 (nước mặt ao gần trại).
• 02 mẫu đất: SS-1 (cách trang trại 50 m) và SS-2 (cách trang trại 150 m).

3. Khối lượng phân và nước tiểu phát sinh hàng ngày của một cá thể lợn thịt là bao nhiêu?
Theo số liệu khóa luận, lượng phân thải ra mỗi ngày chiếm từ 5% đến 6% trọng lượng cơ thể. Lợn có trọng lượng 10–45 kg thải 1–3 kg phân và 0,7–2 kg nước tiểu/ngày; lợn có trọng lượng 45–100 kg thải 3–5 kg phân và 2–4 kg nước tiểu/ngày.

4. Những quy chuẩn và đạo luật môi trường nào của Hoa Kỳ được sử dụng làm căn cứ đánh giá?
Các cơ sở pháp lý và tiêu chuẩn bao gồm: Đạo luật Chính sách Môi trường Quốc gia (NEPA), Đạo luật Không khí Sạch (Clean Air Act - 1990), Tiêu chuẩn Chất lượng Không khí Quốc gia (NAAQS), Tiêu chuẩn NESHAPs, Đạo luật Kiểm soát Chất Độc hại (TSCA), Đạo luật Nước Sạch (Clean Water Act / FWPCA), Đạo luật Chất lượng Nước (Water Quality Act 1987), và Đạo luật Bảo tồn và Phục hồi Tài nguyên (RCRA).

5. Ngưỡng nồng độ khí $NH_3$ và $H_2S$ gây ảnh hưởng xấu trực tiếp đến sức khỏe của lợn là bao nhiêu?
Đối với $NH_3$, nồng độ 50 ppm làm giảm năng suất và tăng nguy cơ viêm phổi, 100 ppm gây hắt hơi, chảy nước bọt, bỏ ăn, và 300 ppm gây ngứa mũi miệng cấp tính, khó thở. Đối với $H_2S$, nồng độ 20 ppm tiếp xúc kéo dài khiến lợn sợ ánh sáng, chán ăn, có biểu hiện rối loạn thần kinh, và 200 ppm làm lợn hắt hơi, chảy nước dãi và ngừng ăn.

---

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Đoàn Đức Phúc đã phản ánh chi tiết hiện trạng môi trường và công tác quản lý chất thải tại Hợp tác xã Lợn Hạt Nelson (North Dakota, Hoa Kỳ) trong bối cảnh ngành chăn nuôi công nghiệp quy mô lớn đang phát triển mạnh. Đề tài đã hệ thống hóa đầy đủ cơ sở lý luận, khung pháp lý kiểm soát ô nhiễm của Hoa Kỳ, đồng thời cung cấp các số liệu định lượng về đặc tính phân, nước tiểu, nước thải và các loại khí độc hại ($NH_3, H_2S$). Thông qua việc thiết kế mạng lưới quan trắc đất, nước, không khí và đối chiếu các công nghệ xử lý chất thải sinh học, công trình là nguồn tư liệu thực chứng có giá trị cho nghiên cứu và thực hành quản lý môi trường chăn nuôi công nghiệp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

THAI NGUYEN UNIVERSITY UNIVERSITY OF AGRICULTURAL AND FORESTRY DOAN DUC PHUC RESEARCH TITLE: Assessment of environmental situation in Nelson county pigs cooperative, Lakota, North Dakota, United State BACHELOR THESIS Study Mode: Full-time Major: Environmental Science and Management Faculty: International Training and Development Center Batch: 2011-2015 Thai Nguyen, 07/27/2016 Page i DOCUMENTATION PAGE WITH ABSTRACT Thai Nguyen University of Agriculture and Forestry Degree Program Bachelor of environmental Science and Management Student name Doan Duc Phuc Student ID DTN11153150067 Assessment of environmental situation in Nelson county Thesis Title pigs cooperative, Lakota, North Dakota, United State. Dr Nguyen Hung Quang, Thai Nguyen University of Supervisors Agriculture and Forestry, Vietnam. Abstract: Each year livestock industry emits about 75-85 million tons of waste has an impact on the environment and human health in many ways such as causing pollution of surface water, groundwater, atmosphere, environmental soil and agricultural products. Environment polluted by the decay of organic matter in pig manure and wastewater.

After the waste discharged, If we don’t give the right treatment. I will bring plenty of consequences. By this research. You could have the overall looking to the real environmental situation of pig farm now a day in USA.

The environmental policy laws of water quality, air quality, soil quality. Beside, I’m going to describe deeply of automatic technology in the modern farm. Then analyze the benefits and disadvantages of those things. At the end, I wrote the results of measurement of Air sample, water sample, and soil sample.

By this way to understanding more clearly about environmental situation of Nelson county pigs cooperative. Keywords Waste treatment, solid waste, liquid waste, pig production, management. Number of papers 86 pages Date of submission September 30th, 2016 Supervisor’s sign Page ii ACKNOWLEDGEMENT Luckily, I have a valuable internship chance to learning and professional improvement in Nelson county pigs cooperative, Lakota, North Dakota, United State. First of all, I want to thank my supervisors Todd Erickson and Dr.

Nguyen Hung Quang, those who took the time out to listen, guide, bolster and support me on the right way and allowing me to complete my study to have fruitful results. Particularly, their extremely valuable guidance is not a little commitment in orienting my professions and future. Secondly, I am grateful to Manager, Jim herda about their help dedicated during my internship and research. They was hearted guidance, given the comments and the orientation in my experiment steps as well as the process of writing my report.

Finally, I would like to express our gratitude to the family, relatives and friends who have helped me during the internship. Due to the short time, limited professional qualification and less experience the report may have inevitable mistakes. I very much look forward to the valuable inputs and recommendation of teachers and friends to my thesis to become more perfect. Sincerely, Doan Duc Phuc Page iii TABLE OF CONTENTS DOCUMENTATION PAGE WITH ABSTRACT.

iii TABLE OF CONTENTS. iv LIST OF FIGURES .2 Objectives of the study.3 The significance of the thesis.1, Overview of the United States Hog Industry impact.1 United States Hog Industry. Effects of pollution in livestock to humans and the environment. COMPONENTS, CHARACTERISTICS PIG LIVESTOCK WASTE.1 Feces of swine.

Livestock waste water. Excess Food, bedding and other wastes. Livestock materials, veterinary specimens. ENVIRONMENTAL IMPACTS OF LIVESTOCK WASTE.

Impacts to water environment. Impacts to soil environment. Impacts to air environment. OVERALL OF LIVESTOCK WASTE MANAGEMENT.

Properly stored and preserved. Livestock waste treatment. SUBJECTS, MATERIALS AND METHODS .1 Object and scope of the study. Object of study.

Scope of research. Methods of collecting and analyzing secondary data. Methods of collecting primary data. Statistical methods, data processing and analysis, and synthesis of data.

Natural conditions, socioeconomic in the region. Social and economic conditions .2 Evaluation of the pig production in Nelson county pigs cooperative, North Dakota. The number of pigs in Nelson county pigs cooperative. The system type and scale of livestock.

Assessment of environmental quality in Nelson County Pigs Cooperative .1 Calculate the total of waste mass in farm .2 The test results of air sample .