MỞ ĐẦU ➢ Tính cấp thiết của đề tài Trong những năm gần đây, ngành chăn nuôi tại Việt Nam đang tăng trưởng và phát triển mạnh, góp phần quan trọng vào sự phát triển kinh tế của đất nước. Bên cạnh những lợi ích về kinh tế thì ngành chăn nuôi cũng đã tạo ra một khối lượng lớn chất thải chưa được xử lý triệt để, gây ra những ảnh hưởng tiêu cực tác động lên hệ sinh thái tự nhiên và môi trường sống. Một số cơ sở chăn nuôi đã sử dụng nước thải sau biogas chưa qua xử lý làm nước tưới tiêu trực tiếp cho cây trồng, gây ảnh hưởng đến an toàn thực phẩm, gây ô nhiễm nguồn môi trường. Theo cục chăn nuôi 2015, có khoảng 40% nước thải chăn nuôi đã qua hoặc chưa qua xử lý biogas, được xả thải trực tiếp ra môi trường.
Có rất nhiều phương pháp để xử lý nguồn nước thải ô nhiễm sau chăn nuôi, như: phương pháp cơ học, hóa lý, hóa sinh, sinh học,… các phương pháp này thường đòi hỏi chi phí đầu tư trang thiết bị cũng như yêu cầu về kỹ thuật, chi phí vận hành cao, do đó sẽ gặp nhiều khó khăn khi áp dụng cho các cơ sở chăn nuôi, đặc biệt đối với các cơ sở chăn nuôi có qui mô không lớn, nguồn vốn đầu tư thấp. Từ những thập niên 60 của thế kỷ 20, các nhà nghiên cứu, nhà khoa học trên thế giới đã nghiên cứu và ứng dụng bãi lọc trồng cây, đất ngập nước trong việc xử lý ô nhiễm môi trường nước trong đó có nước thải chăn nuôi đạt hiệu quả cao, có tính bền vững và thân thiện với môi trường [1], [2], [3], [4], [5]. Phương pháp xử lý ô nhiễm môi trường bằng thực vật thủy sinh (bãi lọc trồng cây – đất ngập nước) còn gọi là công nghệ sinh thái, gần đây được nghiên cứu và ứng dụng nhiều trên thế giới như là một giải pháp công nghệ xử lý nước thải cấp 2 trong điều kiện tự nhiên, đạt hiệu quả cao, chi phí thấp đồng thời góp phần cải tạo cảnh quan môi trường [6], [7]. Vì vậy tôi đề xuất thực hiện đề tài: “Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải chăn nuôi sau biogas của một số loài thực vật thủy sinh trên mô hình đất ngập nước lai hợp”.
2 ➢ Mục tiêu nghiên cứu Đánh giá được khả năng thích nghi và xử lý nước thải chăn nuôi sau biogas của 2 loài thực vật thủy sinh là Bồn bồn và Thủy trúc. Đánh giá được hiệu quả của mô hình đất ngập nước lai hợp sử dụng thực vật thủy sinh (Bồn bồn, Thủy trúc) trong xử lý nước thải chăn nuôi sau biogas. ➢ Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu hiện trạng nước thải tại một số cơ sở chăn nuôi trên địa bàn tỉnh Bình Phước. - Nghiên cứu khả năng thích nghi của cây Bồn bồn và Thủy trúc với nước thải chăn nuôi lợn sau biogas.
- Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải chăn nuôi lợn sau biogas trên mô hình đất ngập nước. - Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải nuôi lợn sau biogas trên mô hình đất ngập nước lai hợp. ➢ Ý nghĩa khoa học Cung cấp cơ sở khoa học cho việc sử dụng thực vật thủy sinh (Bồn bồn và Thủy trúc) để xử lý nước thải chăn nuôi sau biogas bằng mô hình đất ngập nước lai hợp. ➢ Ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu góp phần cung cấp cơ sở thực tiễn, một số dữ liệu cho việc thiết kế hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi sau biogas bằng công nghệ sinh thái, giảm và ngăn chặn nguy cơ gây ô nhiễm môi trường (đất, nguồn nước mặt, nước ngầm,.
Qua đó phát triển ngành chăn nuôi một cách bền vững, thân thiện với môi trường. Cung cấp số liệu, nguồn tài liệu tham khảo cho những nghiên cứu tiếp theo về xử lý nước thải chăn nuôi bằng thực vật thủy sinh trên mô hình đất ngập nước. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG Theo quan niệm thông thường, ô nhiễm môi trường là sự thay đổi các tính chất tự nhiên (về sinh học, vật lý và hóa học) của môi trường, mà sự thay đổi ấy thường có hại cho sức khỏe và hoạt động của con người cũng như có hại cho các loài sinh vật khác.
Sự thay đổi tính chất hóa học của môi trường có thể được biểu hiện bằng sự xuất hiện hay gia tăng của một hay nhiều chất độc hại được gọi là chất gây ô nhiễm và những biểu hiện khác nữa [8], [9], [10]. Theo quan niệm sinh thái học, môi trường gồm các kho vật chất có kích thước (lượng vật chất) nhất định của mỗi nguyên tố hóa học; và sự ô nhiễm môi trường là sự mất khả năng tự điều chỉnh kích thước của các kho ấy. Ví dụ, nguyên tố cacbon được chứa trong rất nhiều kho như kho CO 2 và rất nhiều kho chất hữu cơ và vô cơ ; hiện nay kho CO2 đã vượt quá rất nhiều so với kích thước vốn có của nó trong điều kiện tự nhiên nhiều thế kỷ trước đây, và vẫn gia tăng không ngừng, tức là mất đi khả năng tự điều chỉnh về mức cũ; đó chỉ là một biểu hiện của sự ô nhiễm môi trường theo quan điểm sinh thái học. Ô nhiễm môi trường có thể do các nguyên nhân tự nhiên (hoạt động của núi lửa, động đất, bão, lụt, v.) hoặc do các hoạt động của con người (công nghiệp, nông nghiệp, giao thông, v.
HIỆN TRẠNG CHĂN NUÔI Ở VIỆT NAM Hiện nay ngành chăn nuôi đang đóng một vai trò quan trọng trong việc cung cấp thực phẩm cho thị trường tiêu dùng Việt Nam. Chăn nuôi luôn chiếm vị trí quan trọng trong ngành nông nghiệp ở Việt Nam. Trong đó, chăn nuôi lợn giữ vị trí đứng đầu trong việc cung cấp sản lượng thịt của ngành chăn nuôi. Chăn nuôi lợn đã và đang tạo ra công ăn việc làm, mang lại thu nhập và góp phần ổn định sinh kế của phần lớn cộng đồng dân cư khu vực nông thôn trên toàn quốc.
Hầu hết các vùng của Việt Nam đều phát triển chăn nuôi heo. Giá trị sản xuất của ngành chăn nuôi năm 2010 là 135.137,1 tỷ đồng; năm 2011 là 4 199.171,8 tỷ đồng; năm 2012 là 200.849,8 tỷ đồng; năm 2013 là 196. Theo Cục chăn nuôi năm 2018, hiện nước ta có đàn lợn 29 triệu con, đứng đầu ASEAN, đứng thứ 2 ở châu Á, nằm trong top 15 nước có đàn lợn lớn nhất thế giới. Tốc độ tăng trưởng đàn lợn giai đoạn 1997-2007 đạt 5,06%; giai đoạn 2007-2017 đạt 0,91%.
Sản lượng thịt lợn trong năm 2016 đã đạt mức kỷ lục với 3,36 triệu tấn thịt lợn hơi, tăng 5% so với năm 2015 và đứng thứ 7 trên thế giới sau Trung Quốc, Mỹ, Đức, Tây Ban Nha, Braxin và Nga. Ngành chăn nuôi tại Việt Nam đóng một vai trò quan trọng trong nông nghiệp. Nó chiếm 28% giá trị sản xuất nông nghiệp. Trong năm 2014, đã có 4,58 triệu tấn thịt lợn được giết mổ tại Việt Nam, thịt lợn chiếm ưu thế trong sản xuất thịt tại Việt Nam (72,6%).
120000 100000 80000 60000 40000 20000 0 ĐB sông Hồng TD và MN phía bắc BTB và DHMT Tây nguyên Đông Nam bộ ĐB sông C. Số lượng đàn lợn theo phân vùng trên cả nước năm 2018 (Nguồn: Tổng cục thống kê năm 2018) 1. NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI 1. Tổng quan về nước thải chăn nuôi Chăn nuôi là một trong những phân ngành phát triển nhanh chóng nhất của sản xuất nông nghiệp tại Việt Nam.
Trong 10 năm qua, sản xuất chăn nuôi đã có sự thay đổi lớn, số lượng vật nuôi tăng lên trong khi số hộ chăn nuôi giảm xuống. Chăn nuôi thâm canh tại những cơ sở chăn nuôi lớn thường tạo nhiều chất thải hơn so với khả năng tái chế sử dụng làm phân bón hay khí đốt sinh học. Kết quả là việc xả thải không hợp lý và thiếu sót trong quá trình xử lý chất 5 thải trước khi xả thải vào môi trường xung quanh đã gây ra những cấp độ ô nhiễm cục bộ khác nhau đối với môi trường nước, đất và không khí, đồng thời ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường sống của cư dân xung quanh và đến hệ sinh thái khu vực [15], [16]. Nguồn nước thải chăn nuôi chủ yếu được phát sinh từ chăn nuôi lợn, nước thải có hàm lượng các chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, tổng nitơ, tổng phốt pho và các vi sinh vật cao.
Trung bình, 1 con lợn nuôi thành phẩm phát sinh khoảng 30 lít nước thải trên một ngày đêm. Nước thải do quá trình tắm, rửa chuồng trại cho lợn, nước phân, nước tiểu của lợn. Đây được xem là một trong những loại gây ô nhiễm nặng nhất trong các loại nước thải vì chứa nhiều tạp chất như vô cơ, hữu cơ, khoáng chất. Đặc biệt nguy hại hơn đó là trong nước thải chăn nuôi có chứa các vi khuẩn gây bệnh dịch như: E.coli, streptococcussp, salmonellasp, shigellasp, proteus, clostridiumsp,.
là các vi khuẩn gây bệnh tả, lỵ, thương hàn, kiết lỵ. Các loại virus có thể tìm thấy trong nước thải như: coronavirus, poliovirus, aphthovirus. và ký sinh trùng trong nước gồm các loại trứng và ấu trùng, ký sinh trùng đều được thải qua phân, nước tiểu và dễ dàng hòa nhập vào nguồn nước. Chất thải chăn nuôi được phát sinh chủ yếu từ: chất thải từ bản thân gia súc như phân, nước tiểu, lông.; nước thải từ quá trình tắm gia súc, rửa chuồng hay rửa dụng cụ và thiết bị chăn nuôi, nước làm mát hay từ các hệ thống dịch vụ chăn nuôi, thức ăn thừa,.
Theo thống kê của tác giả Nguyễn Thế Hinh (2017), mỗi năm khối lượng nguồn thải ra từ chăn nuôi ra môi trường là một con số khổng lồ - khoảng 84,5 triệu tấn/năm. Trong đó, chỉ khoảng 20% được sử dụng hiệu quả thành các nhiên liệu và vật liệu tái tạo như khí sinh học, ủ phân, nuôi trùn, cho cá ăn,…, còn lại khoảng 80% lượng chất thải chăn nuôi đã bị lãng phí và phần lớn thải ra môi trường gây ô nhiễm [17], [21]. 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 hỗn hợp hữu cơ, vô cơ, vi sinh vật và trứng ký sinh trùng có thể gây bệnh cho động vật và con người.
Chất thải rắn bao gồm chủ yếu là phân, xác súc vật chết, thức ăn dư thừa của vật nuôi, vật liệu lót chuồng và các chất thải khác, độ ẩm từ 56% - 83% và 6 tỷ lệ NPK cao. Lượng chất thải rắn rất khác nhau tùy theo loài số lượng vật nuôi và phương thức chăn nuôi.