CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tổng quan về nước thải chăn nuôi lợn 1. Vài nét về tình hình chăn nuôi lợn trang trại Chăn nuôi trang trại là định hướng phát triển của ngành chăn nuôi. Nếu vào năm 2011, số đầu lợn tại các trang trại ước tính chiếm 15 - 16% tổng đàn và sản lượng thịt lợn xuất chuồng chiếm 28 - 30% tổng sản lượng thịt lợn hơi xuất chuồng trong cả nước thì đến 2014, đàn lợn trong các trang trại chăn nuôi chiếm khoảng 35% tổng đàn, 40 - 45% về tổng sản lượng thịt lợn xuất chuồng [2 - 4].
Điều này cho thấy định hướng phát triển chăn nuôi trang trại đang diễn ra trong thực tiễn nước ta. Theo thống kê năm 2014, cả nước có 26,7 triệu con lợn. Về số trang trại chăn nuôi nói chung cả nước có 10. Theo vùng sinh thái, vùng Đồng bằng sông Hồng có số trang trại nhiều nhất, chiếm tới 34,8%.
Trong vùng này, Hà Nội đứng đầu với 979 trang trại. Phân bố số lợn và trang trại chăn nuôi theo vùng sinh thái Năm 2014 Năm 2016 TT Vùng Số trang Số lợn Tỷ lệ % trại nói Số lợn Tỷ lệ % chung 1 Cả nước 26.398 25,5 Sông Hồng Hà Nội 1.528 24,7 trung du Hòa Bình 393.900 Bắc Trung Bộ 4 & Duyên Hải 5.643 18,6 Miền Trung 5 Tây Nguyên 1.281 6,5 6 Đông Nam Bộ 2.493 11,6 Đồng Bằng 7 sông Cửu 3.971 13,1 Long Nguồn: Thống kê chăn nuôi Việt Nam [3, 5] 5 Theo thống kê năm 2016, cả nước có 29 triệu lợn, trong đó vùng đồng bằng sông Hồng có số lượng lợn lớn nhất là 7,4 triệu lợn (26%), tiếp đến là miền núi và trung du 7,2 triệu lợn (25%), thấp nhất là Tây Nguyên có 1,9 triệu lợn (7%). Trong 29 triệu con lợn, tăng 4,5%, trong đó lợn thịt có 24,7 triệu con, tăng 4,6% so với cùng kỳ 2015 [5]. Như vậy, theo thời gian, mỗi năm đàn lợn lại tăng lên (bảng 1.
Tuy nhiên, cùng với sự gia tăng đàn vật nuôi thì tình trạng ô nhiễm môi trường do chất thải chăn nuôi cũng đang gia tăng. Số lượng lợn cả nước (tính đến tháng 10/2016) Tăng, So sánh Đ.vị 1/10/2014 1/10/2015 1/04/2016 1/10/2016 giảm (%) 2016/ tính 2016-2015 2015 Tổng số Lợn Con 26.992 104 Lợn thịt Con 22.256 105 Lợn đực giống Con 68.056 107 Số con lợn thịt xuất chuồng Con 47.022 100 Sản lượng thịt xuất chuồng Tấn 3.922 105 Số con lợn sữa xuất chuồng Con 3.593 92 SL lợn sữa xuất chuồng Tấn 25.618 87 Nguồn: Thống kê chăn nuôi Việt Nam 01/10/2016, Chăn nuôi Việt Nam [5] 1. Ô nhiễm môi trường do chăn nuôi lợn gây ra tại Việt Nam Theo khảo sát của nhóm nghiên cứu đề tài KC. Các thông số khảo sát gồm: - Diện tích trang trại, số chuồng, diện tích mỗi chuồng - Số lượng vật nuôi - Nguồn nước, lượng sử dụng (m3/ngày) - Lượng thức ăn tiêu thụ (kg/ngày) - Nước thải - Biện pháp thu gom, xử lý chất thải Về lượng nước tiêu thụ, kết quả khảo sát tại một số trang trại chăn nuôi lợn với số lượng từ 1000 con trở lên (bao gồm lợn thịt, nái và hậu bị) cho thấy lượng nước tiêu thụ có sự biến động lớn, dao động từ 15 đến 60 lít/đầu lợn/ngày đêm (bảng 1.
6 Lượng phân thải ra trong một ngày đêm tùy thuộc vào giống, loài, tuổi và khẩu phần ăn. Lượng phân lợn thải ra mỗi ngày có thể ước tính 6 - 8% khối lượng của vật nuôi. Số đầu lợn và lượng nước tiêu thu tại một số trang trại điển hình Lượng nước tiêu thụ TT Trang trại Số đầu lợn nuôi (m3/ng. 1000 70-80 2 VP3 1800 120 3 VP5 1600 100 4 VP8 1300 100 5 TB1 1320 90 6 TB2 6600 100 7 TB3 3320 100 8 TB4 1700 80 9 TB5 2750 60 10 TB6 4000 250 11 HY1 1040 40 12 HY2 1320 20-30 13 HY3 1380 60 14 HN1 590 20-30 15 HN2 690 40 16 HB1 1400 40 Ghi chú: VP: Vĩnh Phúc, TB: Thái Bình, HY: Hưng Yên, HN: Hà Nội và HB: Hòa Bình Nguồn: Báo cáo tổng kết đề tài KC08.04/11-15 [6] Khảo sát của tổ chức JICA và Viện CNMT trước đây tại 5 trang trại chăn nuôi lợn điển hình cho thấy lượng nước tiêu thụ từ 10 - 40 lít/đầu lợn/ng.đêm, trong khi đó, tại Nhật Bản con số này là 20 - 30 lit.
Với 4293 trang trại chiếm 35% số đầu lợn trong cả nước (9,345 triệu lợn), nếu trung bình lượng nước thải là 25 - 30 lít/con, lượng nước thải ra một năm là con số đáng kể [7]. Về thành phần và mức độ ô nhiễm của nước thải chăn nuôi lợn trang trại, kết quả khảo sát được tổng hợp ở bảng 1. Trước biogas, lượng COD, TN, TP trong nước thải rất cao với các số liệu tương ứng là 3587 mg/L, 343 mg/L và 92 mg/L. Sau khi được xử lý kỵ khí bằng hầm biogas các thông số trên giảm còn tương ứng 800 mg/L; 307mg/L và 62mg/L.
Lượng ôxy hòa tan trong nước thải trước biogas hầu như không còn sau xử lý biogas cũng không đáng kể. Một trong các yếu tố gây ô nhiễm nghiêm trọng nước thải chăn nuôi lợn là lượng coliform. Kết quả khảo sát của đề tài cho thấy rằng lượng coliform trong nước thải vượt tiêu chuẩn cho phép nhiều lần. Điều này không chỉ đối với nước thải từ chuồng trại mà cả nước sau biogas.
Trong nước thải trước khi vào hầm biogas, lượng 7 coliform là 372.104MPN/100 ml, còn nước sau xử lý bằng biogas chứa 226. Thành phần và mức độ ô nhiễm nước thải chăn nuôi lợn trang trại. QCVN Trước biogas Sau biogas 62-MT:2016/ Thông số BTNMT Trung Trung Min-Max Min-Max Cột A Cột B bình bình pH 7,56 7,30-7,87 7,76 7,19-7,90 6,0 – 9,0 5,5 – 9,0 T0 (0C) 30,35 29-32 30,35 28,2-32,6 - - DO (mg/L) 0,00 0-0 0,08 0-0,60 - - COD (mg/L) 3587 860-4590 800 391-1792 100 300 TN (mg/L) 343 167-907 307 115-531 50 150 N-NH+4 315 130- 870 289 110-506 - - (mg/L) TP (mg/L) 92,2 250-295 62,1 19-127 SS (mg/L) 2248 520-9520 1431 360-3280 50 150 Total Coliform 372.104 - - (MPN/100ml) Nguồn: Báo cáo tổng kết đề tài KC08.4 có thể nhận thấy rằng nước thải sau quá trình xử lý bằng hầm biogas chứa hàm lượng cao các chất gây ô nhiễm môi trường. Hàm lượng COD, tổng N, tổng P, coliform,.
vượt rất nhiều lần quy định theo loại B (QCVN40: 2011- BTNMT). Vì vậy, nếu thải ra môi trường sẽ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và đời sống của sinh vật thủy sinh. Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải phụ thuộc vào thành phần của phân, nước tiểu gia súc, lượng thức ăn rơi vãi, mức độ và phương thức thu gom phân như số lần thu gom, phương pháp vệ sinh chuồng trại (có hót phân hay không hót phân, trước khi rửa chuồng trại), lượng nước dùng tắm gia súc và vệ sinh chuồng trại [8, 9]. Phùng Đức Tiến và cs (2009) [10], Trịnh Quang Tuyên và cs (2010) [11] đánh giá thực trạng ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi nói chung cũng chỉ ra: Tình hình xử lý chất thải còn chưa được quan tâm đúng mức.
Tỷ lệ cơ sở chăn nuôi có khu xử lý chất thải rất thấp. Phương thức xử lý còn rất thô sơ chủ yếu là ủ phân tươi và phân nhỏ xử lý bằng biogas. Còn lại một tỷ lệ lớn chất thải đổ trực tiếp ra môi trường. Môi trường chăn nuôi bị ô nhiễm nặng.
Nước thải chăn nuôi không được xử lý gây ô nhiễm nặng nề môi trường xung quanh, đặc biệt là các chỉ tiêu vi sinh vật. Đây là một nguồn 8 lây lan dịch bệnh. Hàm lượng Coliform cao hơn mức cho phép là 78,1 - 630,4 lần. Mức độ ô nhiễm có xu hướng tăng theo quy mô chăn nuôi.
Chăn nuôi trang trại với mức tập trung cao, không có biện pháp xử lý chất thải có mức độ ô nhiễm cao hơn. Trong ba đối tượng vật nuôi (lợn, bò và gia cầm), chăn nuôi lợn có mức độ ô nhiễm cao nhất. Trịnh Quang Tuyên (2010) [11] tiến hành khảo sát hiện trạng ô nhiễm nước thải trong chăn nuôi lợn tập trung cho thấy COD trong nước thải trước biogas so với chỉ tiêu nước thải cho phép loại B (QCVN 40:2011) đều vượt quá giới hạn 11,7 đến 15,6 lần. Nước thải sau biogas vẫn vượt 2,5 lần đến 3,3 lần, nước thải ra ngoài môi trường còn vượt tiêu chuẩn 1,6 đến 2,0 lần.
Chỉ tiêu BOD5 của nước thải trước biogas so với chỉ tiêu nước thải cho phép loại B đều vượt quá giới hạn cho phép với vượt từ 6,9 đến 12,4 lần, sau biogas và sau ao chứa nước thải vượt 2,8 lần đến 3,5 lần, nước thải ra ngoài đều vượt chuẩn cho phép từ 1,3 đến 2,2 lần. Các chỉ tiêu NO3-, tổng P, coliform của nước thải tại các tỉnh điều tra đều vượt mức cho phép nhiều lần. Vũ Thị Khánh Vân và cs (2013) [12], điều tra về thực trạng ô nhiễm nước thải chăn nuôi được tiến hành trên 102 trang trại chăn nuôi lợn công nghiệp có quy mô từ 100 lợn thịt trở lên hoặc trên 20 lợn nái quy đổi tại 3 tỉnh/ thành phố trên cả nước bao gồm Thái Bình (41 trang trại), Đà Nẵng (30 trang trại) và Đồng Nai (31 trang trại). Kết quả nghiên cứu cho thấy, khoảng 30% số trang trại áp dụng hình thức thu gom chất thải rắn và lỏng tách riêng và khoảng 60% số trang trại thu gom chất thải theo hướng hỗn hợp.
Trong đó, tỷ lệ trang trại xử lý chất thải bằng biogas là 53% ở miền Nam, 60% ở miền Bắc và 42% ở miền Trung. Tuy nhiên, trong các trang trại có xử lý biogas, có đến 57%, 71% và 87% trang trại lần lượt ở 3 miền Bắc, Trung, Nam xả thải biogas thừa trực tiếp ra môi trường. Hàm lượng Coliform tổng số của nước thải sau biogas, nước rửa chuồng và nước ở hố tắm cho lợn đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép (theo QCVN 40:2011-BTNMT) 4 - 2. Hàm lượng BOD5 và COD trong nước thải sau biogas của các trang trại chăn nuôi ở miền Bắc vượt cao hơn 10 và 20 lần so với ngưỡng cho phép.
Kết quả điều tra hiện trạng một số cơ sở chăn nuôi thuộc các tỉnh Hưng Yên, Thái Bình, Vĩnh Phúc, Hòa Bình và Hà Nội trong khuôn khổ đề tài KC08.04/11-15 do nhóm nghiên cứu thực hiện cũng cho thấy: Tại hầu hết các trang trại khảo sát, lượng COD, TN và TP của nước thải sau khi xử lý bằng hầm biogas đều còn rất cao, dao động từ 714 đến 4590 mg/L với COD, từ 531 - 1131 mg/L với TN và 127 - 146 mg/L với TP.