Đặt vấn đề Trong những năm trở lại đây, môi trường toàn cầu có những biến đổi theo chiều hướng xấu đi đối với cuộc sống con người và các sinh vật trên trái đất. Do đó vấn đề phát triển bền vững và bảo vệ môi trường đang được sự quan tâm đặc biệt của phần lớn các quốc gia trên thế giới, cũng như của các tổ chức chính phủ và phi chính phủ. Vì vậy mục tiêu phấn đấu của cả nhân loại là phát triển bền vững nhằm đảm bảo cân bằng giữa phát triển bền vững và bảo vệ môi trường. Hiện nay tại Việt Nam tình trạng ô nhiễm môi trường đang ngày càng trở nên nghiêm trọng, khi người dân đô thị phải đối mặt với tình trạng tồn ứ rác thải sinh hoạt, công nghiệp, ô nhiễm nước thải, ô nhiễm không khí do khói bụi,….thì người dân ở khu vực nông thôn lại phải sống chung với tình trạng ô nhiễm môi trường do thuốc trừ sâu, hoá chất bảo vệ thực vật, rác thải nông nghiệp… Ngành Nông nghiệp, trong đó có ngành chăn nuôi, chủ yếu là gia súc, gia cầm đã và đang thải ra môi trường một lượng lớn nước thải.
Năm 2008 cả nước có tổng 120.699 trang trại, đến năm 2009 đã tăng lên 135. Nguồn nước thải chăn nuôi là một nguồn nước thải có chứa nhiều hợp chất hữu cơ, virus, vi trùng, trứng giun sán… Nguồn nước này có nguy cơ gây ô nhiễm các tầng nước mặt, nước ngầm và trở thành nguyên nhân trực tiếp phát sinh dịch bệnh cho đàn gia súc. Đồng thời nó có thể lây lan một số bệnh cho con người và ảnh hưởng đến môi trường xung quanh vì nước thải chăn nuôi còn chứa nhiều mầm bệnh như: Samonella, Leptospira, Clostridium tetani,… nếu không xử lý kịp thời. Bên cạnh đó còn có nhiều loại khí được tạo ra bởi hoạt động của vi sinh vật như NH3, CO2, CH4, H2S,.
Các loại khí này có thể gây nhiễm độc không khí. Chất ô nhiễm trong nước thải chủ yếu là nitrat (NO3-) và photphoris (PO4-) các chất này trong nước thải chăn nuôi thường ở dạng hoà n 2 tan nên rất khó tách chúng khỏi nước thải. Các chỉ số đại diện chất hữu cơ như BOD, COD, các chỉ số Ecoli, Coliform trong nước thải chăn nuôi đa số đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép gấp nhiều lần làm ảnh hưởng đến đời sống con người và hệ sinh thái. Chính vì vậy mà việc thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho các trại chăn nuôi lợn là một hoạt động hết sức cần thiết.
Tỉnh Thái Nguyên đã và đang có sự phát triển vượt bậc trong sản xuất, giáo dục, kinh tế và văn hoá xã hội. Tuy nhiên, bên cạnh quá trình phát triển kinh tế, tỉnh Thái Nguyên cũng là nơi tập trung rất nhiều trang trại chăn nuôi có qui mô lớn. Vì thế lượng nước thải thải ra cũng rất lớn gây ô nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm, ô nhiễm đất…. Để hạn chế mức độ ô nhiễm môi trường từ nước thải chăn nuôi, một số giải pháp được đưa ra như xây dựng hầm khí sinh học bioga….Tuy nhiên phương pháp này khá tốn kém đối với những hộ gia đình chưa có điều kiện về mặt kinh tế, đồng thời sẽ là nguy hiểm với những hộ gia đình chưa có những hiểu biết đầy đủ về qui trình sử dụng hầm bioga.
Ở một số nước phát triển, các nhà khoa học đã nghiên cứu và ứng dụng thành công các phương pháp hiếu khí, kị khí và sử dụng thực vật thủy sinh. Ưu thế của việc xử lí nước thải bằng biện pháp sinh học là đơn giản, tiết kiệm, tận dụng được nguồn sinh vật sẵn có trong môi trường và hạn chế đến mức tối đa các ảnh hưởng tiêu cực tới môi trường trong quá trình xử lí. Đã từ lâu, thực vật thủy sinh đã rất quen thuộc với nhân dân ta vì chúng được sử dụng phổ biến trong chăn nuôi cũng như làm phân bón. Từ những năm 1970, điển hình là bèo tây và bèo cái đã được một số nước trên thế giới nghiên cứu sử dụng cho quá trình xử lí nước thải sinh hoạt cũng như nước thải công nghiệp và đã mang lại những kết quả khả quan.
Trong hệ thống này, vai trò của thực vật thủy sinh không chỉ tham gia làm giảm thiểu ô nhiễm hữu cơ mà còn giữ vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu nitơ và phôtpho trong nước thải mà các phương pháp khác khó thực hiện được hoặc rất tốn kém. n 3 Để đánh giá vai trò của thực vật thủy sinh trong xử lí nước thải chăn nuôi cũng như khả năng sử dụng các loài thực vật thủy sinh trong thực tiễn như một giải pháp thân thiện với môi trường, được sự đồng ý của Ban giám hiệu Nhà trường, Khoa Sau Đại học, Đại học Thái Nguyên, tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Thực trạng ô nhiễm nước thải chăn nuôi tại thành phố Thái Nguyên và biện pháp xử lí bằng thực vật thủy sinh”. Mục tiêu của đề tài - Điều tra, đánh giá thực trạng ô nhiễm từ nước thải chăn nuôi lợn ở một số trang trại chăn nuôi tại thành phố Thái Nguyên. - Nghiên cứu, xây dựng giải pháp giảm thiểu ô nhiễm nước thải chăn nuôi bằng thực vật thuỷ sinh.
Yêu cầu của đề tài - Nắm chắc quy chuẩn Việt Nam QCVN 24:2009/BTNMT- Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải công nghiệp. - Nắm chắc QCVN 01 - 15:2010/BNNPTNT- Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia điều kiện đảm bảo trại chăn nuôi gia cầm an toàn sinh học. - Nắm chắc phương pháp điều tra, phỏng vấn, đánh giá, tổng hợp số liệu. - Nắm chắc phương pháp lấy mẫu nước thải.
- Nắm chắc qui trình làm thí nghiệm với các loại thực vật thuỷ sinh. - Đề xuất phương án giảm thiểu. Ý nghĩa của đề tài Qua khảo sát, tìm hiểu thực tế giúp chúng ta hiểu rõ hơn về thực trạng ô nhiễm ở các trại chăn nuôi, những khó khăn, thách thức mà các trang trại chăn nuôi đang gặp phải với những vấn đề xử lí nước thải cũng như xử lí ô nhiễm môi trường. Từ đó có thể đánh giá được hiện trạng môi trường ở các trang trại chăn nuôi tại thành phố Thái Nguyên và nghiên cứu biện pháp xử lí bằng thực vật thuỷ sinh cho nước thải chăn nuôi nhằm tiết kiệm tối đa biện pháp xử lí, đồng thời làm giảm thiểu mức độ ô nhiễm nước thải trong hoạt động chăn nuôi.
Nhằm mục tiêu đưa nghành chăn nuôi của nước ta phát triển một cách bền vững. n 4 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Cơ sở khoa học về chăn nuôi trang trại 2. Khái niệm về ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi trang trại Ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi trang trại là sự thay đổi bất lợi môi trường không khí, môi trường đất và môi trường nước hoàn toàn hay đại bộ phận do hoạt động chăn nuôi, các hoạt động nuôi trồng thuỷ sản của con người tạo nên.
Những hoạt động này gây tác động trực tiếp hay gián tiếp đến sự thay đổi về mặt năng lượng, mức độ bức xạ, về thành phần hoá học, tính chất vật lí,.Những thay đổi đó do tác động có hại đến con người và sinh vật trên trái đất (Nguyễn Thiện, Trần Đình Miện, 2001) [21]. Nguồn gốc phát sinh ô nhiễm môi trường nước trong hoạt động chăn nuôi - Nguồn gốc phát sinh ô nhiễm môi trường nước trong hoạt động chăn nuôi chủ yếu được gây ra do nước thải trong khi rửa chuồng, nước tiểu lợn, ô nhiễm chất thải rắn là do phân, thức ăn thừa của lợn vương vãi ra nền chuồng mà không được thu gom kịp thời. Các chất này đều là những chất dễ phân huỷ sinh học: Carbonhydrate, protein, chất béo dẫn đến các vi sinh vật phân huỷ làm phát tán mùi hôi thối ra môi trường. Đây là các chất gây ô nhiễm nặng nhất và thường thấy nhất trong các trại chăn nuôi tập trung (Phạm Thị Phương Lan, 2007) [10].
- Mức độ ô nhiễm nguồn nước từ hoạt động chăn nuôi là nặng hay nhẹ tuỳ thuộc vào lượng thải ngoài môi trường là bao nhiêu và phụ thuộc vào việc xử lí hay không xử lí lượng nước thải trước khi thải ra ngoài môi trường. Hiện nay, cả nước có khoảng 135.437 trang trại chăn nuôi, tỷ trọng chăn nuôi trang trại và công nghiệp chiếm 37%. Với lượng thải của một con bò từ 10 - 15kg phân/ngày, một con lợn là 2,5 - 3,5 kg phân/ngày và gia cầm là 90 gram phân/ ngày thì tổng số lượng chất thải chăn nuôi khoảng 73. n 5 Theo số liệu thống kê có 12% số trang trại có hệ thống xử lý chất thải, còn lại toàn bộ chất thải được thải trực tiếp ra môi trường, gây ô nhiễm môi trường nước mặt, nước ngầm, đất nghiêm trọng.
Ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi chủ yếu từ các nguồn chất thải rắn, bụi, tiếng ồn, xác gia súc, gia cầm chết chôn lấp không đúng kỹ thuật. Kết quả kiểm tra mức độ nhiễm khuẩn trong chuồng nuôi gà tại Hà Nội cho thấy, tổng số vi khuẩn trong không khí ở chuồng nuôi cao gấp 30 - 40 lần so với không khí bên ngoài. - Ta có bảng đưa ra các thông số đánh giá chất lượng nước thải: Bảng 2. Các thông số đánh giá chất lượng nước thải STT Thông số Đơn vị QCVN 24:2009B 1 pH mg/l 5,5-9 2 BOD5 mg/l 50 3 COD mg/l 80 4 Coliform MNP/100ml 5.000 5 Tổng P mg/l 6 6 Tổng N mg/l 30 7 TSS mg/l 50 8 NH4+ mg/l 10 2.
Thành phần, tính chất của nước thải chăn nuôi Nước thải chăn nuôi là một trong những loại nước thải rất đặc trưng, có khả năng gây ô nhiễm môi trường cao bằng hàm lượng chất hữu cơ, cặn lơ lửng, N, P và sinh vật gây bệnh. Nó nhất thiết phải được xử lý trước khi thải ra ngoài môi trường. Lựa chọn một quy trình xử lý nước thải cho một cơ sở chăn nuôi phụ thuộc rất nhiều vào thành phần tính chất nước thải, bao gồm: n 6 a. Các chất hữu cơ và vô cơ Trong nước thải chăn nuôi, hợp chất hữu cơ chiếm 70–80% gồm cellulose, protit, acid amin, chất béo, hidratcarbon và các dẫn xuất của chúng có trong phân, thức ăn thừa.
Hầu hết các chất hữu cơ dễ phân hủy. Các chất vô cơ chiếm 20–30% gồm cát, đất, muối, ure, ammonium, muối chlorua, SO42-,… b. Nitơ (N) và Photpho (P) Khả năng hấp thụ N và P của các loài gia súc, gia cầm rất kém, nên khi ăn thức ăn có chứa N và P thì chúng sẽ bài tiết ra ngoài theo phân và nước tiểu. Trong nước thải chăn nuôi lợn thường chứa hàm lượng N và P rất cao.
Hàm lượng N-tổng số trong nước thải chăn nuôi 571 – 1026 mg/l, Photpho tổng số từ 39 – 94 mg/l.