Đồ án Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải chăn nuôi bằng cây dầu mè (Jatropha curcas L) trên mô hình bãi lọc thực vật

Từ xưa đến nay, nước ta vốn là nước một nước nông nghiệp, khoảng 71,89% dân số sống tại nông thôn, cuộc sống của người dân chủ yếu dựa vào trồng trọt và chăn nuôi. Trong những năm gần đây, do quá trình đô thị hóa - hiện đại hóa, nên diện tích đất canh tác dần bị thu hẹp, năng suất cây trồng khó có những đột biến nhảy vọt, vì vậy ngành chăn nuôi sẽ là hướng phát triển kinh tế hộ và được đẩy mạnh trong những năm tới; phát triển chăn nuôi giúp cho việc xóa đói giảm nghèo, tạo việc làm, tăng thu nhập và cải thiện điều kiện sống cho người nông dân. Tuy nhiên từ việc phát triển cao độ này, đã làm phát sinh một vấn đề nan giải, thu hút sự quan tâm sâu sắc của xã hội đó là sự ô nhiễm môi trường. Ở Việt Nam nói chung và khu vực phía Nam nói riêng, khía cạnh môi trường của ngành chăn nuôi chưa được quan tâm đúng mức. Trong quá trình phát triển sản xuất chăn nuôi với qui mô ngày càng lớn như hiện nay, một lượng chất thải sinh ra gây tác hại xấu đến môi trường. Theo tính toán của V. Klooster, 1996, thì lượng NH3 phát sinh từ chăn nuôi vào khí quyển vào khoảng 45  1012 gT N/năm, nhiều hơn bất kỳ từ nguồn nào khác. Để sản xuất 1000 kg thịt heo thì đồng thời hàng ngày sản sinh ra 84 kg nước tiểu, 39 kg phân, 11 kg TS, 3,1 kg BOD5, 0,24 NH4-N, chưa kể ô nhiễm từ nước tắm và rửa chuồng. Theo số liệu thống kê 01/10/2008, Việt Nam có gần 2,90 triệu con trâu; 6,34 triệu con bò; 26,701 triệu con lợn; 247,320 triệu con gia cầm; 1,48 triệu con dê, cừu; 121 ngàn con ngựa. Với lượng gia súc này ước tính chất thải rắn của đàn vật nuôi nước ta khoảng 80-90 triệu tấn, chất thải lỏng ước tính vài chục tỷ m3; chất thải khí khoảng vài trăm triệu tấn. Đây là một trong nguồn thải gây ô nhiễm nguồn nước và không khí và đang trở thành một vấn đề quan tâm của công chúng và các cơ quan quản lý môi trường. Để giải quyết bài toán về môi trường, các nhà quản lý môi trên thế giới cũng như Việt Nam ta thường áp dụng các biện pháp kỹ thuật, đưa các trang thiết bị vào quá trình xử lý nhằm giữ lại các chất ô nhiễm hoặc chuyển chúng từ dạng độc sang dạng không độc, thải ra môi trường. Nhưng với giải pháp này, lại tạo ra sản phẩm vô cơ và chất độc hại, và đòi hỏi chi phí đầu tư, vận hành lớn mà không phải cơ sở sản xuất nào cũng thực hiện được, đặc biệt là những hộ kinh tế chăn nuôi nhỏ lẻ ở nông thôn Việt Nam. Trước tình hình đó, việc tìm ra những phương pháp xử lý mà ít tốn kém và ít sử dụng hoá chất là vấn đề đang được các nhà nghiên cứu tìm hiểu. Trước yêu cầu đó phương pháp phytoremediation sử dụng thực vật có khả năng hấp thụ chất ô nhiễm trong môi trường nước hay đất để xử lý, cải tạo môi trường bị ô nhiễm đã được tìm ra và ngày càng được ứng dụng rộng rãi trên toàn thế giới cũng như ở Việt Nam. Phương pháp sử dụng thực vật xử lý chất ô nhiễm là một phương pháp đơn giản, vốn đầu tư thấp, không tạo ra các sản phẩm vô cơ và chất độc hại, thích hợp cho hộ chăn nuôi nhỏ lẻ ở những vùng nông thôn, những vùng chưa có hoặc thiếu điện. Hơn thế nữa sử dụng thực vật còn mang lại vẻ đẹp về mặt cảnh quanvà tạo ra một nguồn năng lượng sạch đáp ứng được nhu cầu về năng lượng đang thiếu thốn của thế giới. Vì vậy sử dụng thực vật để xử lý nước thải chăn nuôi nhằm góp phần tìm ra một giải pháp thích hợp cho công tác giảm thiểu ô nhiễm môi trường từ hệ thống sản xuất ngành chăn nuôi và giải quyết vấn đề năng lượng cho xã hội.

docx89 trang | Chia sẻ: ngtr9097 | Ngày: 10/06/2013 | Lượt xem: 1783 | Lượt tải: 5download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải chăn nuôi bằng cây dầu mè (Jatropha curcas L) trên mô hình bãi lọc thực vật, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU Lý do chọn đề tài Từ xưa đến nay, nước ta vốn là nước một nước nông nghiệp, khoảng 71,89% dân số sống tại nông thôn, cuộc sống của người dân chủ yếu dựa vào trồng trọt và chăn nuôi. Trong những năm gần đây, do quá trình đô thị hóa - hiện đại hóa, nên diện tích đất canh tác dần bị thu hẹp, năng suất cây trồng khó có những đột biến nhảy vọt, vì vậy ngành chăn nuôi sẽ là hướng phát triển kinh tế hộ và được đẩy mạnh trong những năm tới; phát triển chăn nuôi giúp cho việc xóa đói giảm nghèo, tạo việc làm, tăng thu nhập và cải thiện điều kiện sống cho người nông dân. Tuy nhiên từ việc phát triển cao độ này, đã làm phát sinh một vấn đề nan giải, thu hút sự quan tâm sâu sắc của xã hội đó là sự ô nhiễm môi trường. Ở Việt Nam nói chung và khu vực phía Nam nói riêng, khía cạnh môi trường của ngành chăn nuôi chưa được quan tâm đúng mức. Trong quá trình phát triển sản xuất chăn nuôi với qui mô ngày càng lớn như hiện nay, một lượng chất thải sinh ra gây tác hại xấu đến môi trường. Theo tính toán của V. Klooster, 1996, thì lượng NH3 phát sinh từ chăn nuôi vào khí quyển vào khoảng 45 ´ 1012 gT N/năm, nhiều hơn bất kỳ từ nguồn nào khác. Để sản xuất 1000 kg thịt heo thì đồng thời hàng ngày sản sinh ra 84 kg nước tiểu, 39 kg phân, 11 kg TS, 3,1 kg BOD5, 0,24 NH4-N, chưa kể ô nhiễm từ nước tắm và rửa chuồng. Theo số liệu thống kê 01/10/2008, Việt Nam có gần 2,90 triệu con trâu; 6,34 triệu con bò; 26,701 triệu con lợn; 247,320 triệu con gia cầm; 1,48 triệu con dê, cừu; 121 ngàn con ngựa. Với lượng gia súc này ước tính chất thải rắn của đàn vật nuôi nước ta khoảng 80-90 triệu tấn, chất thải lỏng ước tính vài chục tỷ m3; chất thải khí khoảng vài trăm triệu tấn. Đây là một trong nguồn thải gây ô nhiễm nguồn nước và không khí và đang trở thành một vấn đề quan tâm của công chúng và các cơ quan quản lý môi trường. Để giải quyết bài toán về môi trường, các nhà quản lý môi trên thế giới cũng như Việt Nam ta thường áp dụng các biện pháp kỹ thuật, đưa các trang thiết bị vào quá trình xử lý nhằm giữ lại các chất ô nhiễm hoặc chuyển chúng từ dạng độc sang dạng không độc, thải ra môi trường. Nhưng với giải pháp này, lại tạo ra sản phẩm vô cơ và chất độc hại, và đòi hỏi chi phí đầu tư, vận hành lớn mà không phải cơ sở sản xuất nào cũng thực hiện được, đặc biệt là những hộ kinh tế chăn nuôi nhỏ lẻ ở nông thôn Việt Nam. Trước tình hình đó, việc tìm ra những phương pháp xử lý mà ít tốn kém và ít sử dụng hoá chất là vấn đề đang được các nhà nghiên cứu tìm hiểu. Trước yêu cầu đó phương pháp phytoremediation sử dụng thực vật có khả năng hấp thụ chất ô nhiễm trong môi trường nước hay đất để xử lý, cải tạo môi trường bị ô nhiễm đã được tìm ra và ngày càng được ứng dụng rộng rãi trên toàn thế giới cũng như ở Việt Nam. Phương pháp sử dụng thực vật xử lý chất ô nhiễm là một phương pháp đơn giản, vốn đầu tư thấp, không tạo ra các sản phẩm vô cơ và chất độc hại, thích hợp cho hộ chăn nuôi nhỏ lẻ ở những vùng nông thôn, những vùng chưa có hoặc thiếu điện. Hơn thế nữa sử dụng thực vật còn mang lại vẻ đẹp về mặt cảnh quanvà tạo ra một nguồn năng lượng sạch đáp ứng được nhu cầu về năng lượng đang thiếu thốn của thế giới. Vì vậy sử dụng thực vật để xử lý nước thải chăn nuôi nhằm góp phần tìm ra một giải pháp thích hợp cho công tác giảm thiểu ô nhiễm môi trường từ hệ thống sản xuất ngành chăn nuôi và giải quyết vấn đề năng lượng cho xã hội. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải chăn nuôi bằng cây dầu mè (Jatropha curcas L.) trên mô hình bãi lọc thực vật. Nghiên cứu được thực hiện nhằm mục tiêu tìm ra các thông số: - Khả năng xử lý nước thải chăn nuôi của mô hình bãi lọc thực vật trồng cây dầu mè, thể hiện qua việc khảo sát về lượng nước tưới, nồng độ nước thải chăn nuôi thích hợp, thời gian lưu nước. - Nghiên cứu khả năng sử dụng nước thải chăn nuôi như một nguồn dinh dưỡng thông qua các khảo sát: phát triển chiều cao, tích lũy sinh khối của cây dầu mè. Nội dung nghiên cứu - Tìm hiểu về thành phần, tính chất của nước thải, đời sống và khả năng phát triên của cây dầu mè (Jatropha curcas L.), khả năng lọc nước của đất và các đề tài nghiên cứu xử lý nước thải bằng thực vật tương tự khác. - Chuẩn bị mô hình thí nghiệm: dựng mô hình và đo đạc các thông số vật lý, hóa học của mô hình; tạo điều kiện thích nghi cho cây dầu mè, đo đạc các thông số đầu vào của nước thải chăn nuôi. - Vận hành mô hình: Thí nghiệm 1: Nghiên cứu khả năng xử lý nước của cây dầu mè thông qua các khảo sát ngưỡng chịu đựng của cây, lượng nước tưới, nồng độ thích hợp và thời gian lưu nước tối ưu , được kiểm tra qua: tốc độ bay hơi nước bề mặt,các biểu hiện của cây trong môi trường nước thải, các chỉ tiêu tăng trưởng, phát triển của thực vật, các chỉ tiêu COD, BOD5, SS, N, P. Thí nghiệm 2: Nghiên cứu khả năng sử dụng nước thải chăn nuôi làm nguồn dinh dưỡng thông qua các khảo sát các chỉ tiêu tăng trưởng của cây, phát triển chiều cao, tốc độ phát triển lá, tăng trưởng sinh khối của cây, khả năng tích lũy đạm trong cơ thể của cây cũng như các thành phần của cây. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu, thu thập tài liệu liên quan đến đề tài như thành phần tính chất nước nước thải chăn nuôi, phương pháp xử lý nước thải bằng thực vật. - Phương pháp lấy mẫu. - Phương pháp nghiên cứu trên mô hình. - Phương pháp phân tích để đánh giá khả năng xử lý nước thải chăn nuôi của cây dầu mè thông qua sự biến thiên đầu vào và đầu ra của các chỉ tiêu COD, BOD5, SS, N, P. - Phương pháp quan sát, ghi hình, đo đạc những thay đổi của thực vật khi thích nghi với môi trường nước thải, và các chỉ tiêu sinh trưởng của cây như chiều cao, số lượng lá… Giới hạn đề tài Thực hiện trên mô hình đất ngập nước nhân tạo có dòng chảy bên dưới. Chỉ kiểm tra các thông số BOD5, COD, tổng N,P và SS. Đề tài nghiên cứu chỉ mới thực hiện trong phạm vi mô hình, chưa thực hiện ra ngoài môi trường. Thực vật sử dụng là cây dầu mè 2 tháng tuổi, chưa khảo xác được khả năng xử lý nước của thực vật qua các giai đoạn phát triển của cây. Chỉ mới khảo xác trên loại nước thải chăn nuôi . Thời gian địa điểm Thời gian: đồ án được thực hiện trong thời gian 3 tháng từ ngày 01/4/2010 đến ngày 01/07/2010. Địa điểm: Mô hình được đặt tại nhà 155/13 Cao Đạt Phường 1 Quận 5. Các chỉ tiêu được phân tích tại : phòng thí nghiệm khoa môi trường và công nghệ sinh học của trường đại học kỹ thuật công nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu sẽ xác đinh được khả năng xử lý của cây Jatropha đối với môi trường nước thải chăn nuôi, các thông số này rất cần thiết để tính toán ra một bãi lọc thực vật hoàn thiện để xử lý nước thải chăn nuôi. Ý nghĩa thực tiễn Ngăn ngừa nguy cơ ô nhiễm nguồn nước ngầm, nước mặt từ ngành chăn nuôi, giúp ngành chăn nuôi ngày càng phát triển hơn.Ngoài ra bãi lọc thực vật sẽ tạo ra một nguồn lợi lớn từ việc thu hoạch hạt cây Jaropha, tạo thêm việc làm cho người dân, cải tạo vi khi hậu xung quanh bãi lọc thực vật. Tính mới của đề tài Việc sử dụng thực vật để xử lý, loại bỏ chất ô nhiễm đã được áp dụng rộng rãi từ lâu, đây là một phương pháp, một công nghệ thân thiện với môi trường, không hoặc ít dùng hóa chất, chi phí xử dụng thấp hơn rất nhiều so với các công nghệ truyền thống. Tuy nhiên đề tài đưa ra một hướng mới là sử dụng cây Jatropha để xử lý chất thải, cây có ưu điểm là có khẳng chịu hạn cao, thích nghi với môi trường nước thải tốt và hơn hết là có tuổi thọ cao hơn các loài cây thủy sinh, cây thủy sinh có tuổi thọ thấp nên khi chết đi sẽ tạo ra một nguồn ô nhiễm khác. Ngoài các tính năng đó, cây Jatropha cung cấp một nguồn lợi lớn, cũng như cung cấp một nguồn nguyên liệu sạch, hạn chế được việc khai thác dâu mỏ dưới lòng đất, gây ô nhiễm cho môi trường. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ DỮ LIỆU CỦA ĐỀ BÀI Tổng quan về chất thải chăn nuôi và tác động môi trường của chất thải chăn nuôi Thành phần và tính chất của chất thải chăn nuôi Nguồn phát thải ô nhiễm Chất thải sinh ra do hoạt động chăn nuôi bao gồm chất thải ở dạng lỏng như phân, thức ăn, ổ lót, xác gia súc, gia cầm chết, vỏ bao bì thuốc thú y, nước tiểu, nước rửa chuồng…và khí thải chăn nuôi. Khối lượng chất thải sinh ra từ vật nuôi phụ thuộc vào chủng loại, giống, giai đoạn sinh trưởng, chế độ dinh dưỡng và phương thức vệ sinh chuồng trại. Số lượng gia súc, gia cầm như hiện nay thì khối lượng chất thải hàng ngày do ngành chăn nuôi tại Thành Phố Hồ Chí Minh thải ra đến vài trăm ngàn tấn dưới nhiều dạng rắn, lỏng, khí. Thành phần chất thải rắn Xác gia súc Chúng có đặc tính phân huỷ sinh học, bốc mùi hôi thối lan nhanh trong không khí và cũng như tác nhân truyền cho người và vật nuôi.Thường heo chết sau 2 ngày là mùi sinh rất khó chịu, nếu xử lý không kịp để lâu sẽ gây tác hại rất nghiêm trọng đến môi trường. Thức ăn thừa, ổ lót chuồng và các chất thải khác Chăn nuôi dùng ổ lót như rơm rạ, vải,…sau một thời gian sử dụng thì phải thải bỏ, những chất thải này có thể mang theo phân, nước tiểu và vi sinh vật gây bệnh nên cần phải xử lý không được để ngoài môi trường. Thức ăn thừa, thức ăn bị rơi vãi từ chăn nuôi cũng góp phần gây ô nhiễm môi trường. Thành phần của chúng hầu hết là các chất hữu cơ dễ phân huỷ như cám, ngũ cốc, bột cá, tôm, vỏ sò, khoáng chất,… Trong tự nhiên chất thải này bị phân huỷ sinh ra mùi khó chịu, ảnh hưởng đến môi trường xung quanh. Phân Phân là phần thức ăn không được gia súc hấp thu, bị bài tiết ra ngoài bao gồm: các thức ăn mà cơ thể vật nuôi không thể không hấp thu được hay các chất không được các men tiêu hoá hay các vi sinh tiêu hoá (như chất xơ, prôtêin, chất béo…), các thức ăn bổ sung (thuốc kích thích tăng trưởng, dư lượng kháng sinh,…), các men tiêu hoá sau khi sử dụng bị mất hoạt tính, các mô tróc ra từ niêm mạc ống tiêu hoá và chất nhờn,.…Ngoài ra thành phần của phân còn phụ thuộc vào chế độ dinh dưỡng và tuỳ từng giai đoạn phát triển của gia súc, gia cầm mà nhu cầu dinh dưỡng có sự khác nhau, vì vậy thành phần và khối lượng của phân cũng khác nhau. Do đó, phân là chất thải rắn thường xuyên sinh ra trong trại chăn nuôi heo. Trong phân gia súc, gia cầm chứa các chất dinh dưỡng có thể hỗ trợ cho trồng trọt và làm tăng độ màu mỡ của đất. Bảng 2.1. Lượng phân thải ra hằng ngày Trọng lượng gia súc Lượng phân (kg/ngày) Dưới 10 kg 0,5 – 1,0 Từ 15 đến 45 k g 1,0 – 3.0 Từ 45 đến 100 kg 3,0 – 5,0 Từ 100 trở lên 5,0 – 7,0 Nguồn: Hill và Toller, 1974 Bảng 2.2. Thành phần hóa học của phân gia súc Đặc tính Giá trị Đơn vị pH 6,47 – 6,95 Vật chất khô 213 – 342 g/kg NH4-N 0,66 – 0,76 g/kg N 7,99 – 9,32 g/kg Tro 32,5 – 93,3 g/kg Chất xơ 151 – 261 g/kg Carbonates 0,23 – 2,11 g/kg Các axit béo mạch ngắn 3,83 – 4,47 g/kg Nguồn: Trương Thanh Cảnh & cộng tác viên, 1997-1998 Ngoài ra trong phân gia súc còn chứa rất nhiều virus, vi trùng, ấu trùng, trứng giun sán … có hại cho sức khỏe của con người và gia súc. Các loại này có thể tồn tại từ vài ngày đến vài tháng trong phân, trong nước thải và trong đất. Vật dụng chăn nuôi, bệnh phẩm thú y Các vật dụng chăn nuôi hay thú y bị bỏ lại như bao bì, kim tiêm, chai lọ đựng thức ăn, thuốc thú y,…cũng là một nguồn quan trọng dễ gây ô nhiễm môi trường. Đặc biệt các bệnh phẩm thú y, thuốc khử trùng, bao bì đựng thuốc có thể xếp vào loại các chất thải nguy hại, cần phải có biện pháp xử lý như chất thải nguy hại. Thành phần chất thải lỏng Nước tiểu Số lượng và thành phần nước tiểu thay đổi tuỳ thuộc loại gia súc, gia cầm, tuổi, chế độ dinh dưỡng và điều kiện khí hậu. Bảng 2.3. Lượng nước tiểu thải ra hằng ngày. Trọng lượng gia súc Lượng nước tiểu (kg/ngày) Dưới 10 kg 0,3 – 0,7 Từ 15 đến 45 kg 0,7 – 2,0 Từ 45 đến 100 kg 2,0 – 4,0 Từ 100 trở lên 4,0 – 5,0 Nguồn: Hill và Toller, 1974 Thành phần nước tiểu chủ yếu là nước (chiếm trên 90% tổng khối lượng nước tiểu). Ngoài ra, nước tiểu còn chứa một lượng lớn nitơ (phần lớn dưới dạng urê) và phốtpho. Urê trong nước tiểu dễ phân huỷ trong điều kiện có oxy tạo thành khí ammoniac. Do đó, khi động vật bài tiết ra bên ngoài chúng dễ dàng phân huỷ tạo thành amoniac gây mùi hôi. Nhưng nếu sử dụng bón cho cây trồng thì đây là nguồn phân bón giàu nitơ, phốt pho và kali. Bảng 2.4. Thành phần hóa học của nước tiểu gia súc Đặc tính Giá trị Đơn vị Vật chất khô 30,9 – 35,9 g/kg NH4-N 0,13 – 0,40 g/kg N 4,90 – 6,63 g/kg Tro 8,5 – 16,3 g/kg Urê 123 –196 mol/l Carbonates 0,11 – 0,19 g/kg pH 6,77 – 8,19 Nguồn: Trương Thanh Cảnh & cộng tác viên, 1997-1998 Nước thải Nước thải từ hoạt động chăn nuôi có nguồn gốc từ việc tắm rửa gia súc, vệ sinh chuồng trại, máng ăn uống … và nước thải do vật nuôi bài tiết. Thành phần nước thải có chứa các chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ, nitơ, phốt pho và các thành phần khác, đặc biệt là vi sinh vật gây bệnh. Thành phần hoá học của nước thải thay đổi một cách nhanh chóng trong quá trình dự trữ. Trong quá trình đó, một lượng lớn các chất khí được tạo ra bởi hoạt động của các vi sinh vật như là SO2, NH3, CO2, H2S, CH4 … và các vi sinh vật có hại như Enterobacteriacea, Ecoli, Salmonella, Shigella, Proteus, Klebsiella,…có thể làm nhiễm độc không khí và nguồn nước ngầm. Nước thải chăn nuôi không chứa các chất độc hại như nước thải công nghiệp (acid, kiềm, kim loại nặng, chất ôxy hóa…) nhưng chứa rất nhiều loại ấu trùng, vi trùng, trứng giun sán có trong phân. Có thể nói đặc trưng ô nhiễm của nước thải chăn nuôi là hàm lượng chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ hòa tan và vi sinh vật gây bệnh. Bảng 2.5. Tính chất nước thải chăn nuôi gia súc Đặc tính Giá trị Đơn vị Độ đục 420 – 550 mg/l Nhiệt độ 26 – 30 0 C pH 6,1 – 7,9 mg/l Độ mặn 200 – 500 mg/l COD 5000 – 12000 mg/l DO 0 – 0,3 mg/l Tổng P 36 –72 mg/l Tổng N 220 - 460 mg/l Dầu mỡ 5 - 58 mg/l SS 180 – 450 mg/l NH4+ 15 – 28,4 mg/l E.coli 12,6.106– 68,3.103 MPN/100ml Trứng giun sán 28 - 280 Trứng/l Hầu hết các cơ sở chăn nuôi chưa có hệ thống xử lý nước thải, nước thải được thải bỏ trực tiếp ra sông rạch, ao, hồ …Hầu hết dễ phân huỷ thành acid amin, acid béo, CO2, H2O, NH3, H2S… Sự phân hủy sinh học này chính là nguyên nhân gây ô nhiễm mùi hôi tại các nông hộ chăn nuôivà cũng là nguyên nhân gây ô nhiễm các nguồn nước mặt, nước ngầm trong khu vực. Thành phần chất thải khí Theo Trương Thanh Cảnh (1999), quá trình phân giải chất khí thải gia súc, gia cầm do vi sinh vật như sau: NH3 Indol, Schatol, Phenol Protêin H2S Andehyde và Ketone Alcohol Axit hữu cơ mạch ngắn H2O, CO2, hydrocacbon mạch ngắn Cacbohydrat Các Axit hữu cơ H2O, CO2 và CH4 Axit béo Andehyde và Ketone Alcohol Lipit Hình 2.1. Các sản phẩm từ quá trình phân huỷ kỵ khí các chất thải chăn nuôi Trong hoạt động chăn nuôi, khí thải sinh ra bao gồm bụi lơ lửng và các hợp chất hữu cơ gây mùi. Các hợp chất hữu cơ này là sản phẩm của quá trình phân giải chất thải gia súc như đạm, hydrocacbon và các khoáng vi lượng khác nhau có tác hại kích thích mạnh lên cơ thể vật nuôi và con người. Các sản phẩm khí như NH3, H2S, Indol, Phenol, Schatole…sinh ra có thể gây kích thích mạnh hệ hô hấp và ô nhiễm môi trường. Theo tác giả Trương Thanh Cảnh (1999), các khí sinh ra từ chăn nuôi được chia ra các nhóm sau : Nhóm 1: Các khí kích thích Những khí này có tác dụng gây tổn thương đường hô hấp và phổi, đặc biệt là gây tổn thương niêm mạc của đường hô hấp. Nhất là NH3 gây nên hiện tượng kích thích thị giác, làm giảm thị lực. Nhóm 2 : Các khí gây ngạt Các chất khí gây ngạt đơn giản (CO2 và CH4): những khí này trơ về mặt sinh lý. Đối với thực vật, CO2 có ảnh hưởng tốt, tăng cường khả năng quang hợp. Nồng độ CH4 trong không khí từ 45% trở lên gây ngạt thở do thiếu oxi. Khi hít phải khí này có thể gặp các triệu chứng nhiễm độc như say, co giật, ngạt và viêm phổi. Các chất gây ngạt hóa học (CO): là những chất khí gây ngạt bởi chúng liên kết với Hemoglobin của hồng cầu máu làm ngăn cản quá trình thu nhận hoặc quá trình sử dụng oxy của các mô bào. Nhóm 3: Các khí gây mê Những chất khí (Hydrocacbon) có ảnh hưởng nhỏ hoặc không gây ảnh hưởng tới phổi nhưng khi được hấp thu vào máu thì có tác dụng như dược phẩm gây mê. Nhóm 4 : Các chất khác Những chất khí này bao gồm các nguyên tố và chất độc dễ bay hơi. Chúng có nhiều tác dụng gây độc khác nhau khi hấp thụ vào cơ thể chẳng hạn như khí phenol ở nồng độ cấp tính. Tác động môi trường của chất thải chăn nuôi Đặc thù của ngành chăn nuôi là hàm lượng chất thải sinh ra nhiều, thành phần chất hữu cơ cao dễ phân huỷ sinh học, khả năng lan truyền ô nhiễm cao. Việc kiểm soát chất thải của con vật là rất khó khăn, ảnh huởng lớn đến các thành phần môi trường như đất, nước, không khí. Cho nên hoạt động chăn nuôi luôn mang mầm bệnh nguy hiểm cho cây trồng, vật nuôi và con người trong khu vực chăn nuôi nếu không có giải pháp xử lý hoàn chỉnh. Môi trường nước Chất thải chăn nuôi không được xử lý hợp lý, lại thải trực tiếp vào môi trường nước sẽ làm suy giảm lượng oxy hoà tan trong nước. Thêm vào đó, chất thải có chứa hàm lượng nitơ, phosphor cao nên dễ dàng tạo điều kiện cho tảo phát triển, gây hiện tượng phú dưỡng hoá nguồn nước mặt. Hơn thế nữa, nước thải thấm vào mạch nước ngầm gây ô nhiễm trầm trọng . Ảnh hưởng của một số chất ô nhiễm chính đến môi trường nước Chất hữu cơ: Trong thức ăn, một số chất chưa được đồng hóa và hấp thụ bài tiết ra ngoài theo phân, nước tiểu cùng các sản phẩm trao đổi chất. Ngoài ra, các chất hữu cơ từ nguồn khác như thức ăn thừa, ổ lót, xác chết gia súc không được xử lý. Sự phân huỷ này trải qua nhiều giai đoạn, tạo ra các hợp chất như axitamin, axit béo, các khí gây mùi hôi khó chịu và độc hại. Ngoài ra, sự phân huỷ các chất béo trong nước còn làm thay đổi pH của nước, gây điều kiện bất lợi cho hoạt động phân huỷ các chất ô nhiễm. Một số hợp chất cacbohydrat, chất béo trong nước thải có phân tử lớn nên không thể thấm qua màng vi sinh vật. Để chuyển hóa các phân tử này, trước tiên phải có quá trình thuỷ phân các chất phức tạp thành các chất đơn giản (đường đơn, axit amin, axit béo mạch ngắn). Quá trình này tạo các sản phẩm trung gian gây độc cho thuỷ sinh vật. Nitơ, Phosphor Khả năng hấp thụ nitơ, phosphor của gia súc tương đối thấp nên phần lớn bài tiết ra ngoài. Do đó, hàm lượng nitơ, phosphor trong chất thải chăn nuôi tương đối cao, nếu không xử lý sẽ gây hiện tượng phú dưỡng hóa nguồn nước, ảnh hưởng đến hệ sinh thái nước, tuỳ theo thời gian và sự có mặt của oxy mà nitơ trong nước tồn tại ở các dạng khác nhau : NH4+, NO2-, NO3-.NH3 là sản phẩm của sự chuyển hoá urê trong nước tiểu gia súc, gây mùi hôi khó chịu. Hàm lượng nitrat cao trong nước sẽ gây độc hại cho con người. Do trong hệ tiêu hoá, ở điều kiện thích hợp, nitrat sẽ chuyển thành nitrit, có thể hấp thụ vào máu kết hợp với hồng cầu, ức chế khả năng vận chuyển oxi của hồng cầu. Vi sinh vật Trong phân chứa nhiều loại vi trùng, virus, trứng giun sán gây bệnh. Chúng lan truyền qua nguồn nước mặt, nước ngầm, đất hay rau quả nếu sử dụng nước ô nhiễm vi sinh vật để tưới tiêu. Vi sinh vật từ chăn nuôi cũng có thể thấm vào đất ảnh hưởng đến mạch nước ngầm nông. Môi trường không khí Môi trường không khí xung quanh khu vực chăn nuôi có đặc trưng là mùi hôi thối của phân và nước tiểu phát tán nhanh, rộng theo gió. Vấn đề ô nhiễm môi trường không khí gây khó khăn không kém gì ô nhiễm môi trường nước, bởi khả năng tác động đến sức khoẻ con người và vật nuôi một cách nhanh chóng nhất, dễ dàng nhất. Các chất khí thường gặp trong chăn nuôi là CO2, CH4, H2S, NH3,…Những khí này có tính chất gây mùi và ảnh hưởng đến sự sinh trưởng, kháng bệnh của cơ thể. Những khí này có thể được tạo ra với số lượng tương đối lớn và có độc hại đặc biệt là ở những cơ sở chuồng trại kín hoặc là thiếu thông thoáng. Ảnh hưởng của các chất ô nhiễm không khí Ảnh hưởng của H2S Khí H2S là sản phẩm của quá trình phân huỷ chất hữu cơ có mùi rất khó chịu, gây độc rất cao. Chúng có thể gây cho cơ thể ức chế toàn thân, tăng vận động của đường hô hấp. Do dễ hoà tan trong nước nên H2S có thể thấm vào niêm mạc mắt mũi, niêm mạc đường hô hấp gây kích thích và dị ứng. Bảng 2.6. Ảnh hưởng của H2S đến sức khoẻ người Đối tượn

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docxBAO CAO TOT NGHIEP.docx
  • docBIA DO AN.doc
  • docxPHAN DAU.docx
  • docxPHU LUC.docx