Ứng dụng chế phẩm EM – Bokasi trong xử lý chất thải tại các cơ sở chăn nuôi lợn thuộc thị trấn Yên Bình huyện Yên Bình tỉnh Yên Bái.

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM




NGUYỄN THỊ HỒNG THẮM


Tên đề tài:
“
ỨNG DỤNG CHẾ PHẨM EM – BOKASI TRONG XỬ LÝ CHẤT
THẢI TẠI CÁC CƠ SỞ CHĂN NUÔI LỢN TẠI THỊ TRẤN YÊN
BÌNH HUYỆN YÊN BÌNH TỈNH YÊN BÁI”



KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC



Hệ đào tạo : Chính quy
Chuyên ngành : Khoa học Môi trường
Khoa : Môi Trường
Khoá học : 2010 – 2014
Giảng viên hướng dẫn: T.S Hà Xuân Linh
Khoa Môi trường – Trường Đại học Nông Lâm

THÁI NGUYÊN - 2014


i
LỜI CẢM ƠN


Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, em xin bày tỏ lòng cảm ơn chân
thành tới T.S Hà Xuân Linh, Bí thư Đại học Thái Nguyên đã trực tiếp hướng
dẫn em tận tình, cho em những kiến thức và kinh nghiệm quý báu, tạo điều
kiện thuận lợi cho em trong quá trình thực hiện, hoàn thành chuyên đề này.
Em xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô giáo Khoa Tài Nguyên & Môi
Trường đã nhiệt tình truyền thụ cho em những kiến thức quý báu trong suốt
quá trình học tập tại trường.
Em cũng xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban lãnh đạo và cán
bộ nhân viên Phòng Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn huyện Yên Bình
đã tạo điều kiện thuận lợi cho em có cơ hội được học hỏi, thực tập và hoàn
thành chuyên đề này.
Trong quá trình làm đề tài, tuy đã cố gắng hết sức nhưng do thiếu kinh
nghiệm và kiến thức có hạn nên chắc chắn không tránh khỏi sai sót và khiếm
khuyết, em rất mong thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến để đề tài được hoàn
thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn!


Yên Bình, ngày 30 tháng 5 năm 2014
Sinh viên

Nguyễn Thị Hồng Thắm




ii
DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.2 Đặc điểm các khí sinh ra khi phân hủy kị khí . 18
Bảng 4.1: Bảng hiện trạng sử dụng đất đai năm 3013 của thị trấn Yên Bình,
huyện Yên Bình, tỉnh Yên Bái 29
Bẳng 4.2 Bảng danh mục quy mô, diện tích các mô hình nuôi lợn tại thị trấn
Yên Bình của các hộ có sử dụng biogas 38
Bảng 4.3a: Bảng lấy mẫu lần 1: sau 30 ngày 40
Bảng 4.3b: Bảng lấy mẫu lần 2: sau 40 ngày 40
Bảng 4.3c: Bảng lấy mẫu lần 3: sau 50 ngày 40
Bảng 4.3d: Kết quả đánh giá độ ẩm phân lợn trước và sau khi sử dụng chế
phẩm E.M – Bokasi 42
Bảng 4.3e: Bảng thể hiện số lượng vi khuẩn E.coli có mặt trong phân lợn
trước và sau khi sử dụng chế phẩm E.M – Bokasi 43
Bảng 4.3g. Kết quả phân tích một số chỉ tiêu dinh dưỡng trong phân lợn trước
và sau khi sử dụng đệm lót cho lợn 44
Bảng 4.4a: Bảng đánh giá hiệu quả làm khô ráo nền chuồng của chế phẩm
EM-Bokashi 45
Bảng 4.4b: Bảng đánh giá môi trường không khí xung quanh chuồng nuôi sau
khi sử dụng chế phẩm EM-Bokashi 45
Bảng 4.4c Bảng thống kê ý kiến của người dân về khả năng sử dụng chế
phẩm E.M – Bokasi trong tương lai. 46
Bảng 4.5 Bảng so sánh phân tích chi phí lợi ích 47

iii
DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 4.2 Quy trình xây hầm biogasxử lý chất thải chăn nuôi lợn tại thị trấn
Yên Bình 37
Hình 4.3 Biểu đồ thể hiện sự biến đổi về độ ẩm tầng bề mặt của đệm lót sinh
học tại 2 mô hình thí điểm 41











iv

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

CT : Công thức
TS : Tiến sĩ
GS : Giáo sư
THCS : Trung học cơ sở
ATTP : An toàn thực phẩm
TTg-CP : Thủ Tướng-Chính Phủ


v
MỤC LỤC

PHẦN I: MỞ ĐẦU 1
1.1 Đặt vấn đề 1
1.2. Mục đích của đề tài. 2
1.3. Ý Nghĩa của đề tài. 2
1.3.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học. 2
1.3.2. Ý nghĩa trong thực tiễn. 3
1.4. Yêu cầu của đề tài. 3
PHẦN II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
2.1 Thực trạng ô nhiễm trong môi trường chăn nuôi lợn. 4
2.2 Cơ sở của việc ứng dụng chế phẩm trong xử lí chất thải chăn nuôi lợn. 4
2.2.1 Cơ sở khoa học 4
2.2.1.1 .Khái niệm môi trường và ô nhiễm môi trường. 4
2.2. Cơ sở thực tiễn 13
2.2.1 Nguồn gây ô nhiễm do chất thải chăn nuôi lợn. 13
2.2.2 Ảnh hưởng của chất thải chăn nuôi lợn đến môi trường. 15
2.3. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước. 19
2.3.1. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng trên Thế Giới. 19
PHẦN III: ĐỐI TƯỢNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
22

3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. 22
3.1.1. Đối tượng nghiên cứu. 22
3.1.2. Phạm vi nghiên cứu. 22
3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu. 22
3.2.1. Địa điểm thực hiện. 22
3.2.2. Thời gian tiến hành. 22


vi
3.3 Nôi dung nghiên cứu. 22
3.3.1. Khái quát về điều kiện tự nhiên - kinh tế - xã hội của thị trấn Yên
Bình huyện Yên Bình tỉnh Yên Bái. 22
3.3.2. Khái quát tình hình chăn nuôi tại thị trấn Yên Bình huyện Yên Bình
tỉnh Yên Bái. 23
3.4. Phương pháp nghiên cứu 24
3.4.1. Phương pháp điều tra,thu thập tài liệu,số liệu thông tin thứ cấp. 24
3.4.2. Tài liệu sơ cấp. 25
3.4.3. Phương pháp xử lý số liệu. 25
3.4.4. Phương pháp lấy mẫu phân tích. 25
3.4.5. Phương pháp tham khảo ý kiến chuyên gia, cộng đồng. 26
PHẦN IV: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 27
4.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội. 27
4.1.1. Điều kiên tự nhiên. 27
4.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội. 30
4.1.3. Đánh giá những thuận lợi, khó khăn về điều kiên tự nhiên, kinh tế -
xã hội của thị trấn Yên bình. 35
4.2. Khái quát tình hình chăn nuôi tại địa phương. 36
4.2.1. Khái quát chung. 36
4.2.2. Các biện pháp xử lý chất thải chăn nuôi đã và đang được áp dụng. . 37
4.3. Kết quả sử dụng mô hình ứng dụng chế phẩm E.M – Bokasi vào sử lý

chất thải chăn nuôi lợn tại địa phương. 38
4.3.1. Kết quả thực tế xây dựng các mô hình ứng dụng chế phẩm E.M –
Bokasi trong xử lý chất thải chăn nuôi lợn tại địa phương. 38
4.3.2. Kết quả nghiên cứu đánh giá khả năng xử lý chất thải chăn nuôi lợn
của chế phăm E.M – Bokasi 39
4.4. Đánh giá hiệu quả mô hình ứng dụng chế phẩm E.M – Bokasi trong xử
lý chất thải chăn nuôi lợn tại địa phương. 45


vii
4.5. Phân tích chi phí lợi ích. 47
PHẨN V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49
5.1. Kết luận 49
5.1.1. Đánh giá tình hình chăn nuôi của thị trấn Yên Bình. 49
5.1.3 Đánh giá tiểu khí hậu chuồng nuôi bằng cảm quan. 50
5.2. Tồn tại và đề nghị. 50
5.2.1. Tồn tại. 50
5.2.2 Kiến nghị 50
Tài Liệu Tham khảo 51


PHẦN I
MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề
Chăn nuôi là một bộ phận quan trọng trong nền nông nghiệp Việt Nam.
Trong những năm gần đây tình hình chăn nuôi có nhiều cải thiện đáng kể và
đã có những bước phát triển mạnh mẽ về số lượng đầu con cũng như sản
lượng thịt. Trong đó, sự phát triển của ngành chăn nuôi lợn có sự đóng góp rất
lớn về sản lượng thịt của cả nước. Tuy nhiên cũng đi cùng với sự phát triển đó

thì vấn đề chất thải trong chăn nuôi cũng đặt ra những thách thức không nhỏ
trong việc xử lý môi trường chăn nuôi. Vấn đề này này đã và đang trở thành
vấn đề bức xúc trong chăn nuôi nói chung cũng như chăn nuôi lợn nói riêng.
Đó là vấn đề cấp thiết cần được nghiên cứu, xem xét thật kĩ lưỡng để tìm ra
phương án giải quyết trong thời gian tới để không trở thành vấn nạn trong
chăn nuôi.
Chăn nuôi lợn tại thị trấn Yên Bình, huyện Yên Bình, tỉnh Yên Bái đã
hình thành, phát triển từ lâu và ngày càng được chú trọng, phát triển mạnh mẽ
về cả quy mô, số lượng và chất lượng. Bên cạnh những quy mô nhỏ lẻ hộ gia
đình, thị trấn Yên Bình đã có rất nhiều hộ gia đình đầu tư chăn nuôi với quy
mô lớn như: Các cơ sở chăn nuôi lợn nái, lợn thịt đem lại hiệu quả kinh tế
cao, cải thiện chất lượng cuộc sống cho người dân. Tuy nhiên, do phong tục
tập quán, các lao động không có việc làm vẫn sử dụng diện tích đất của gia
đình để chăn nuôi tăng hiệu quả kinh tế, các cơ sở này nằm xen kẽ khu dân cư
và diện tích không lớn nên việc xử lý chất thải chăn nuôi lợn còn chưa được
quan tâm đúng mức, ô nhiễm môi trường, thiệt hại về kinh tế là điều không
thể tránh khỏi. Hiện nay, với nền khoa học phát triển, đã có rất nhiều giải
pháp hữu hiệu để xử lý chất thải chăn nuôi, điển hình là ứng dụng công nghệ
vi sinh vật với những chế phẩm sinh học hiệu quả trong cả xử lý ô nhiễm môi


trường, lại có khả năng phòng bệnh cho gia súc. Với chăn nuôi lợn, giải pháp
sử dụng chế phẩm sinh học làm đệm lót, trộn vào thức ăn, nước uống cho lợn
đem lại được nhiều lợi ích: chi phí đầu tư thấp, nguyên liệu dễ kiếm, cách làm
đơn giản mà hiệu quả cao, sử dụng lâu dài.
Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó, việc áp dụng chăn nuôi theo hướng thân
thiện với môi trường này là hết sức có ý nghĩa. Được sự đồng ý của Ban giám
hiệu nhà trường,khoa Môi Trường - Trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên
và hướng dẫn của thầy giáo T.S Hà Xuân Linh, tôi thực hiện chuyên đề:“Ứng
dụng chế phẩm EM – Bokasi trong xử lý chất thải tại các cơ sở chăn nuôi

lợn thuộc thị trấn Yên Bình huyện Yên Bình tỉnh Yên Bái”.
1.2. Mục đích của đề tài.
- Tìm hiểu hiện trạng chăn nuôi tại các cơ sở chăn nuôi lợn ở địa
phương: về quy mô, số lượng và các biện pháp xử lý chất thải phát sinh.
- Xây dựng một vài mô hình thí điểm ứng dụng chế phẩm EM – Bokasi
làm đệm lót sinh học trong chăn nuôi lợn
- Đánh giá hiệu quả ứng dụng của chế phẩm qua việc theo dõi các mô
hình thực tiễntrong việc đảm bảo năng suất chăn nuôi và vệ sinh môi trường
- Lập phiếu điều tra các hộ gia đình xung quanh mô hình thí điểm từ đó
đưa ra các kiến nghị ứng dụng rộng rãi chế phẩm trong chăn nuôi và xử lý
môi trường tại địa phương.
- Từng bước cải thiện và nâng cao chất lượng môi trường chăn nuôi tại
địa phương.
1.3. Ý Nghĩa của đề tài.
1.3.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học.
- Vận dụng và phát huy kiến thức lý thuyết đã học vào thực tiễn.
- Nâng cao sự hiểu biết, đánh giá hiệu quả của chế phẩm EM – Bokasi
trong xử lý chất thải chăn nuôi lợn.


- Nâng cao năng lực, rèn luyện kỹ năng và rút kinh nghiệm thực tế phục
vụ cho công tác sau này.
1.3.2. Ý nghĩa trong thực tiễn.
- Khắc phục tình trạng ô nhiễm do chất thải chăn nuôi theo hướng thân
thiện với môi trường.
- là cơ sở để ứng dụng chế phẩm EM – Bokasi trong chăn nuôi lợn tại
địa phương.
1.4. Yêu cầu của đề tài.
- Yêu cầu số liệu thu thập phải chính xác, khách quan, trung thực.
- Xây dựng mô hình phải đảm bào quy trình, kỹ thuật và đảm bảo vệ

sinh.
- Xây dựng bộ phiếu điều tra phải đảm bảo: Phải dễ hiểu, đầy đủ thông
tin cần thiết cho việc đánh giá hiệu quả của mô hình đã xây dựng.
- Các kiến nghị đưa ra phải phù hợp với tình hình phát triển tại địa
phương và có tính khả thi cao.


PHẦN II
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Thực trạng ô nhiễm trong môi trường chăn nuôi lợn
.
Trong những năm qua, ngành chăn nuôi nói chung và chăn nuôi lợn nói riêng
đang phát triển khá mạnh về cả số lượng lẫn quy mô. Theo cục Chăn nuôi, số
đầu lợn của cả nước tính đến tháng 6/2013 đạt 26,5 triệu con, giảm 0,52 so
với cùng kì năm 2012 (Cục chăn nuôi, 2013). Tuy nhiên, đó vẫn là một con số
lớn, chăn nuôi lợn ở nước ta vẫn phổ biến là nhỏ, phân tán trong nông hộ.
Chăn nuôi trong hộ gia đình rất phổ biến và đem lại hiệu quả kinh tế rõ rệt
trong thời gian gần đây. Tuy nhiên do việc phát triển chăn nuôi diễn ra một
cách tự phát, nhiều trang trại quy mô nhỏ, thiếu quy hoạch, trang thiết bị
không đồng bộ và tập trung trong khu dân cư đã gây tác động xấu đến môi
trường và sức khỏe cộng đồng. Không chỉ chăn nuôi nông hộ có tác động tiêu
cực đến môi trường mà các cơ sở chăn nuôi lớn, quy mô trang trại cũng gây ra
sự ô nhiễm môi trường nếu như không có các biện pháp quản lý và xử lý hữu
hiệu. Việc tăng số lượng cũng như quy mô đàn lợn đồng nghĩa với việc tăng
chất thải ra môi trường. Theo nghiên cứu của các nhà khoa học lượng phân
thải ra hàng ngày bằng 6-8% khối lượng cơ thể của lợn. Lượng phân thải ra
của lợn là khác nhau, tùy vào trọng lượng, độ tuổi và theo mùa khác nhau. Ô
nhiễm môi trường do chăn nuôi lợn gây nên chủ yếu từ các nguồn chất thải
rắn, lỏng, khí ( NH
3,

CH
4,
H
2
S, CO
2
) Những chất thải này gây ô nhiễm
nghiêm trọng không khí, ảnh hưởng tới môi trường sống của dân cư, nguồn
nước, tài nguyên đất và ảnh hưởng chính đến kết quả sản xuất chăn nuôi.
2.2 Cơ sở của việc ứng dụng chế phẩm trong xử lí chất thải chăn nuôi lợn.
2.2.1 Cơ sở khoa học
2.2.1.1 .Khái niệm môi trường và ô nhiễm môi trường.
Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và yếu tố vật chất nhân tạo quan
hệ mật thiết với nhau, bao quanh con người, có ảnh hưởng tới đời sống, sản


xuất, sự tồn tại, phát triển của con người và thiên nhiên. (Theo Điều 1, Luật
Bảo vệ Môi trường của Việt Nam).
* Ô nhiễm môi trường: là sự biến đổi của các thành phần môi trường không
phù hợp với tiêu chuẩn môi trường, gây ảnh hưởng xấu đến con người, sinh
vật. ( Theo khoản 6 Điều 3 Luật Bảo vệ môi trường năm 2005).
* "Ô nhiễm không khí là sự có mặt một chất lạ hoặc một sự biến đổi quan
trọng trong thành phần không khí, làm cho không khí không sạch hoặc gây ra
sự toả mùi, có mùi khó chịu, giảm tầm nhìn xa (do bụi)". (Lưu Đức Hải, 2001)
[6].
* Ô nhiễm môi trường đất là sự đưa vào môi trường các chất thải nguy hại
hoặc năng lượng đến mức ảnh hưởng tiêu cực đến đời sống sinh vật, sức khỏe
con người hoặc làm suy thoái chất lượng môi trường. Đất được xem là ô
nhiễm khi nồng độ các chất độc tăng lên quá mức an toàn, vượt lên khả năng
tự làm sạch của môi trường đất. Theo định nghĩa của Tổ chức Y tế thế giới

(WHO).
* Ô nhiễm môi trường nước: là sự thay đổi theo chiều xấu đi các tính chất vật
lý, hoá học, sinh học của nước, với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lỏng, rắn
làm cho nguồn nước trở nên độc hại với con người và sinh vật. Làm giảm sự
đa dạng sinh vật trong nước.
2.2.1.2. Khái niệm chất thải.
Chất thải là những vật và chất mà người dùng không còn muốn sử dụng
và thải ra, tuy nhiên trong một số ngữ cảnh nó có thể là không có ý nghĩa với
người này nhưng lại là lợi ích của người khác. Trong cuộc sống, chất thải
được hình dung là những chất không còn được sử dụng cùng với những chất
độc được xuất ra từ chúng. Theo khoản 10 Điều 3 của Luật Bảo vệ môi
trường 2005 thì: “Chất thải là vật chất ở thể rắn, lỏng, khí được thải ra từ sản
xuất, kinh doanh, dịch vụ, sinh hoạt hoặc hoạt động khác”.


2.2.1.3. Khái niệm chất thải chăn nuôi.
Chất thải chăn nuôi là chất thải được phát ra trong quá trình chăn nuôi như
phân,nước tiểu,xác xúc vật chất thải chăn nuôi được chia làm 3 loại: chất
thải rắn, chất thải lỏng và chất thải khí. Trong chất thải chăn nuôi có nhiều các
chất hữu cơ, vô cơ, vi sinh vật và trứng kí sinh trùng có thể gây bệnh tật cho
động vật và con người.
Chất thải chăn nuôi lợn: Là một trong những loại chất 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 các vi sinh vật gây bệnh. Nó nhất thiết phải được xử lý trước khi
thải ra ngoài môi trường.Thành phần, tính chất của chất thải chăn nuôi lợn:
Các chất hữu cơ và vô cơ: Trong chất thải chăn nuôi, thanh phần chất hữu cơ
chiếm 70-80% gồm acid amin, chất béo, hydratcacbon, xenlulose protit 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, amonium,
muối clorua, SO

4
2-
…
N và P: Khả năng hấp thụ N và P của các loại gia súc, gia cầm rất kém, nên
khi thức ăn có chứa N và P thì chúng sẽ bài tiết ra ngoài theo đường phân và
nước tiểu. Trong chất thải chăn nuôi lợn thường chứa hàm lượng N và P rất
cao, hàm lượng N-tổng trong nước thải chăn nuôi là 571-1026mg/l, P là 39-
94mg/l.
Thành phần khí thải từ chăn nuôi còn các chất khí gây mùi như H
2
S, NH
3
và
một lượng đáng kể CO
2
và CH
4
…tất cả các chất này tồn tại trong môi trường
không khí và gây ra mùi đặc trưng hôi thối rất khó chịu ở nồng độ cao có thể
gây ngạt kích thích niêm mạc, mắt và mũi. Gây choang váng, nhức đầu, gây
nổ…
Các chất này thường là sản phẩm của quá trình phân hủy kỵ khí phân rã qua
phân hủy bởi vi sinh vật không sử dụng oxy, chúng ảnh hưởng rất mạnh đến
khướu giác của con người.
N và các hợp chất của N có trong nước thải


N có trong nước thải ở dạng liên kết hữu cơ và cô cơ. Trong nước thải
phần lớn N hữu cơ là các chất có nguồn gốc protit, thực phẩm dư thừa. Còn N
vô cơ gồm các dạng khử NH

4
+
. NH
3
và dạng oxi hóa NO
2
-
, NO
3
-
. Tuy nhiên,
trong nước thải chưa xử lí, về nguyên tắc là k có NO
2
-
, NO
3
-
.
Các hợp chất của N có trong chất thải được xem như chất chỉ thị, dùng để
nhận biết mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước. Khi mới bị nhiễm bẩn,trong
nước chứa hầu hết là N hữu cơ, NH
3
hay NH
4
OH. Nếu nước có NO
2
–
là nước
đã bị ô nhiễm lâu hơn. Khi trong nước có NO
3

-
thì quá trình phân hủy đã kết
thúc. NO
3
-
chỉ bền ở điều kiện hiếu khí, ở điều kiện thiếu khí NO
3
-
chuyển
thanh N
2
O, NO, N
2
bay vào không khí. N còn tồn tại ở dạng NH
4
+
(NH
4
OH,
Nh
4
NO
3
) tùy thuộc pH trong nước.
Ảnh hưởng của N đối với môi trường
N gây phú dưỡng hóa: Hàm lượng N có trong nước quá mức cho phép thì
khi xả nước ra sông, hồ sẽ gây nên hiện tượng phú dưỡng kích thích sự phát
triển của rong, rêu, tảo làm bẩn nguồn nước, amonia tiêu thụ oxy trong quá
trình nitrat hóa; vi sinh vật, rong tảo dùng nitrat làm thức ăn để phát triển.
Rong tảo làm cho nước chuyển dần sang màu xanh, khi tảo phát triển quá

mức sẽ tích lũy chất hữu cơ trong nước, tảo chết đi thối rữa trong nước, vi
sinh vật oxy hóa các chất hữu cơ và tiêu thụ oxy làm oxy hòa tan trong nước
giảm đáng kể. Sự phân hủy của tảo là một trong những nguyên nhân chính
gây ra sự thiếu dưỡng khí nghiêm trọng trong nước, quá trình này có thể được
giải thích bằng phản ứng sau:
(CH
2
O)106NH
3
16H
3
PO
4
+ 138O
2
→106 CO
2
+ 122 H
2
O + 16 HNO
3
+
H
3
PO
4
Phản ứng cho thấy một phân tử sinh thực vật cần 276 nguyên tử oxy để
tiến hanh phản ứng phân hủy và giải phóng một lượng CO
2
, làm giảm pH của

nguồn nước. lượng oxy còn lại ít ỏi sẽ không đủ cho các sinh vật nước tiêu
thụ.


Nồng độ NO
3
-
thường nhỏ hơn 5mg/l, trong chất thải hay phân bón nồng
độ lên đến 10mg/l có thể làm cho rong tảo phát triển. NO
3
-
không gây độc
nhưng kết hợp với những chất khác thì gây độc cho trẻ,làm trẻ thiếu máu,
xanh xao, ung thư đặc biệt đối với trẻ 2-3 tháng tuổi. Nước giàu nitrat dùng
tưới rau sẽ tích lũy trong mô tế bào, gây độc đối với người ăn rau.
NH
3
-
có trong nước sẽ gây độc cho cá và các động thực vật thủy sinh,
NH
3
> 4mg/l gây độc đối với cá. Độc tính của NH
3
tùy thuộc vào pH của nước
và lượng oxy hòa tan có trong nước. Khi oxy hòa tan giảm, độc tính tăng gấp
khoảng 2,5 lần. Sự gia tăng 1 đơn vị pH trong một diện tích nước mặt nhất
định sẽ làm tăng lượng NH
3
lên 6 lần và đồng thời gia tăng độc tính. Độc tính
của NH

3
cao hơn NH
4
+
,với nồng độ 0,01mg/l gây độc cho cá qua đường máu,
0,2 - 0,5mg/l gây độc cấp tính.
NH
3
làm mô thực vật bị gãy giòn, lá có thể úa vàng. NH
3
ở nồng độ cao
làm lá cây trắng bạch, đốm lá và hoa, làm giảm sự phat triển của rễ cây, cây
thấp.
NH
3
có khả năng kích thích mạnh lên đường hô hấp và niêm mạc ẩm ướt
gây bỏng rát do phản ứng kiềm hóa kèm theo tỏa nhiệt. Tiếp xúc với NH
3
ở
nồng độ cao có thể gây nguy hiểm đến tính mạng con người.
Sinh vật gây bệnh: Nước thải chăn nuôi chứa nhiều loại vi trùng, virut và
trứng ấu trùng giun sán gây bệnh.
2.2.1.4 Vai trò của chế phẩm EM – Bokashi.
2.2.1.4.1 Chế phẩm EM.
EM (Effective Microorganisms) có nghĩa là các vi sinh vật hữu hiệu.
Chế phẩm này do Giáo sư Tiến sĩ Teruo Higa - trường Đại học Tổng hợp
Ryukyus, Okinawoa, Nhật Bản sáng tạo và áp dụng thực tiễn vào đầu năm
1980. Trong chế phẩm này có khoảng 80 loài vi sinh vật kỵ khí và hiếu khí
thuộc các nhóm : vi khuẩn quang hợp, vi khuẩn lactic, nấm men, nấm mốc, xạ

khuẩn. 80 loài vi sinh vật này được lựa chọn từ hơn 2000 loài được sử dụng
phổ biến trong công nghiệp thực phẩm và công nghệ lên men.
1. Tác dụng của EM : EM được thử nghiệm tại nhiều quốc gia : Mỹ, Nam Phi,
Thái Lan, Philippin,Trung Quốc, Braxin, Nhật Bản, Singapore, Indonexia,
Srilanca, Nepal,Việt Nam, Triều Tiên, Belarus và cho thấy những kết quả
khả quan.
a. Trong trồng trọt :EM có tác dụng đối với nhiều loại cây trồng (cây lương
thực, cây rau màu, cây ăn quả…) ở mọi giai đoạn sinh trưởng, phát triển khác
nhau. Những thử nghiệm ở tất cả các châu lục cho thấy rằng EM có tác dụng
kích thích sinh trưởng, làm tăng năng suất và chất lượng cây trồng, cải tạo
chất lượng đất. Cụ thể là:
- Làm tăng sức sống cho cây trồng, tăng khả năng chịu hạn, chịu úng và chịu
nhiệt
- Kích thích sự nảy mầm, ra hoa, kết quả và làm chín (đẩy mạnh quá trình
đường hóa .
- Tăng cường khả năng quang hợp của cây trồng
- Tăng cường khả năng hấp thụ và hiệu suất sử dụng các chất dinh dưỡng
- Kéo dài thời gian bảo quản, làm hoa trái tươi lâu, tăng chất lượng bảo quản
các loại nông sản tươi sống
- Cải thiện môi trường đất, làm cho đất trở nên tơi xốp, phì nhiêu
- Hạn chế sự phát triển của cỏ dại và sâu bệnh
b. Trong chăn nuôi :
- Làm tăng sức khoẻ vật nuôi, tăng sức đề kháng và khả năng chống chịu đối
với các điều kiện ngoại cảnh
- Tăng cường khả năng tiêu hoá và hập thụ các loại thức ăn,
- Tích thích khả năng sinh sản,
- Tăng sản lượng và chất lượng trong chăn nuôi,
- Tiêu diệt các vi sinh vật có hại, hạn chế sự ô nhiễm trong chuồng trại chăn

nuôi.
EM có tác dụng đối với mọi loại vật nuôi, bao gồm các loại gia súc, gia cầm
và các loài thuỷ, hải sản.
c. Trong bảo vệ môi trường: Do có tác dụng tiêu diệt các vi sinh vật gây thối
(sinh ra các loại khí H2S, SO2,NH3…) nên khi phun EM vào rác thải, cống
rãnh, toalet, chuồng trại chăn nuôi…sẽ khử mùi hôi một cách nhanh chóng.
Đồng thời số lượng ruồi, muỗi, ve, các loại côn trùng bay khác giảm hẳn số
lượng. Rác hữu cơ được xử lý EM chỉ sau một ngày có thể hết mùi và tốc độ
mùn hoá diễn ra rất nhanh. Trong các kho bảo quản nông sản, sử dụng EM có
tác dụng ngăn chặn được quá trình gây thối, mốc.Các nghiên cứu cho biết chế
phẩm EM có thể giúp cho hệ vi sinh vật tiết ra các enzym phân huỷ như lignin
peroxidase. Các enzym này có khả năng phân huỷ các hoá chất nông nghiệp
tồn dư, thậm chí cả dioxin. Ở Belarus, việc sử dụng EM liên tục có thể loại
trừ ô nhiễm phóng xạ.
d. Nguyên lý của công nghệ EM: Một số tài liệu tiếng Việt đã nêu lên vai trò
cụ thể của từng nhóm vi sinh vật trong EM. GS. Teruo Higa cho biết chế
phẩm EM giúp cho quá trình sinh ra các chất chống oxi hoá như inositol,
ubiquinone, saponine, polysaccharide phân tử thấp, polyphenol và các muối
chelate. Các chất này có khả năng hạn chế bệnh, kìm hãm các vi sinh vật có
hại và kích thích các vi sinh vật có lợi. Đồng thời các chất này cũng giải độc
các chất có hại do có sự hình thành các enzym phân huỷ. Vai trò của EM còn
được phát huy bởi sự cộng hưởng sóng trọng lực (gravity wave) sinh ra bởi
các vi khuẩn quang dưỡng. Các sóng này có tần số cao hơn và có năng lượng
thấp hơn so với tia gamma và tia X. Do vậy, chúng có khả năng chuyển các
dạng năng lượng có hại trong tự nhiên thành dạng năng lượng có lợi thông
qua sự cộng hưởng.


2.2.1.4.2 Chế phẩm EM-Bokashi.

Là một dạng của chế phẩm EM ở trạng thái bột, được tạo ra bằng cách
lên men các chất hữu cơ. EM-Bokashi là chất bổ sung quan trọng để tăng vi
sinh vật hữu hiệu trong đất. Bokashi có nhiều dạng phụ thuộc vào chất hữu cơ
sử dụng.
2.2.1.4.3 Đệm lót sinh học.
 Giới thiệu về đệm lót sinh học
Hiện nay trên thế giới đã áp dụng nhiều phương thức chăn nuôi như chăn
nuôi hữu cơ, chăn nuôi an toàn sinh học… và mới đây là công nghệ chăn nuôi
sinh thái không chất thải. Công nghệ chăn nuôi này dựa trên nền tảng công
nghệ lên men vi sinh đệm lót nền chuồng. Với công nghệ này toàn bộ phân và
nước tiểu nhanh chóng được vi sinh vật phân giải và chuyển thành nguồn thức
ăn protein sinh học cho chính gia súc. Hơn nữa, chăn nuôi theo công nghệ này
không phải dùng nước rửa chuồng và tắm cho gia súc nên không có nước thải
từ chuồng nuôi gây ô nhiễm nguồn nước và môi trường xung quanh. Trong
chuồng nuôi không có mùi hôi thối vì vi sinh vật hữu ích trong chế phẩm đã
có sự cạnh tranh và tiêu diệt các vi sinh vật thối rữa gây lên men sinh mùi khó
chịu. Vì không sử dụng nước rửa chuồng và tắm cho gia súc nên trong chuồng
không có chỗ cho muỗi sinh sôi và vì vi sinh vật nhanh chóng phân giải phân
nên cũng không có chỗ cho ruồi đẻ trứng. Nhờ hệ vi sinh vật hữu ích tạo được
bức tường ngăn chặn các vi sinh vật gây bệnh nên chăn nuôi theo công nghệ
này hạn chế được tới mức thấp nhất sự lây lan bệnh tật giữa gia súc với nhau
cũng như giữa gia súc với người. Về mặt kinh tế, đây là một công nghệ đem
lại hiệu quả cao nhờ tiết kiệm được 80% nước dùng (chỉ dùng nước cho uống
và phun giữ ẩm), tiết kiệm được 60% sức lao động chăn nuôi (không phải tắm
cho gia súc, không phải rửa chuồng và dọn phân), tiết kiệm được khoảng 10%
thức ăn (nhờ lợn ăn được nguồn vi sinh vật sinh ra trong độn lót không những
cung cấp nguồn protein chất lượng cao về dinh dưỡng và còn là một nguồn


probiotics có tác dụng kích thích tiêu hóa và kích thích vi sinh vật có lợi trong

đường ruột phát triển), giảm thiểu được chi phí thuốc thú y (do lợn ít khi bị
bệnh và chết).
 Vai trò của đệm lót sinh học
1. Tiêu hủy phân và mùi thối.
Một số vi sinh vật hữu ích có khả năng phân giải và đồng hóa các chất thải
động vật như phân, nước tiểu. Quá trình phân giải này tạo thành các thành
phần trao đổi chất có tác dụng khử mùi trong chuồng trại như axit hữu cơ
(trung hòa và cố định NH3), rượu (trung hòa mùi lạ và diệt virus…), các
enzyme, các chất loại kháng sinh…đặc biệt, vi sinh vật đồng hóa phân nước
tiểu để tạo thành protein của chính bản thân chúng, nguồn protein vi sinh vật
này được động vật sử dụng.
a. Sự lên men tiêu hóa phân: Các vi sinh vật có ích trong lớp độn lót sẽ bám
quanh phân và tiết ra các enzyme ngoại bào để thực hiện quá trình phân giải
bằng sự oxi hóa và lên men. Quá trình lên men phân giải phân trong chuồng
nuôi là lên men hiếu khí, với sự tham gia của oxi đã làm cho các thành phần
hydratcacbon và các hợp chất có chứa cacbon bị oxi hóa tạo ra năng lượng
thông qua quá trình oxi hóa photphoryl hóa. Năng lượng trong các mạch
cacbon được giải phóng hoàn toàn và giải phóng ra CO2 và nước. Như vậy
có thể thấy một lượng nhỏ chất dinh dưỡng trong phân cần cho quá trình trao
đổi chất tế bào sẽ được vi sinh vật hấp thu làm chất dinh dưỡng cho sự sinh
trưởng phát triển của chúng, đặc biệt trongđñó có sự sinh tổng hợp thành
protein của tế bào, còn phần lớn các chất dinh dưỡng bị phân giải tạo năng
lượng, giải phóng ra CO2, nước và một số hợp chất hữu cơ khác nhau.
Các chất khí mà trong đó chủ yếu là khí CO2 và nước sẽ bị tán phát vào
không khí. Một lượng nhỏ hợp chất hữu cơ như các axit hữu cơ, rượu,
aldehyd, ester…và một số chất khoáng hữu cơ sẽ tích lại trong ñệm lót và dần
cũng bị lợi dụng hoặc phân hủy


b. Sự khử mùi hôi và khí độc: Việc khử mùi hôi và khí độc trong đệm lót là

do tác dụng hấp phụ vật lý của đệm lót và của ánh sáng, nhưng tác dụng khử
mùi thối của vi sinh vật hữu ích sử dụng trong chế phẩm vi sinh tổng hợp mới
là chủ yếu. Trong chuồng nuôi tích tụ nhiều khí độc như NH
3
, CH
4
, N
2
O, H
2
S,
CO
2
làm cho vật nuôi dễ sinh các bệnh đường hô hấp, ảnh hưởng đến sinh
trưởng, tiêu tốn thức ăn lớn, bị tổn thất về kinh tế, làm ảnh hưởng đến sức
khỏe của người chăn nuôi và những người xung quanh.
2. Duy trì sự cân bằng sinh thái vi sinh vật trong chuồng nuôi.
Chế phẩm vi sinh sử dụng để xử lý phân và rác thải động vật bao gồm một tập
hợp các vi sinh vật được chọn lọc rất nghiêm ngặt theo các tiêu chí về đặc
điểm sinh hóa học cụ thể. Một trong những tiêu chí quan trọng là giữa chúng
phải có được mối quan hệ cộng sinh và hỗ sinh để từ đó tạo ra sự cân bằng
sinh thái trong môi trường mà chúng tồn tại. Nếu giữa các chủng vi sinh vật
không có được mối quan hệ tương hỗ thì chắc chắn tổ hợp vi sinh vật được
chọn lọc và tập hợp sẽ bị phá vỡ trong một thời gian ngắn. Bởi lẽ sự phát triển
độc lập của từng chủng trong môi trường nhiều chất thải sẽ chịu sự tác động
của nhiều yếu tố, trong ñó có cả sự canh tranh ngay trong các chủng của tổ
hợp với nhau và sự cạnh tranh của nhiêu vi khuẩn có hại có mặt trong chất
thải. Sự cân bằng sinh thái vi sinh vật trong chuồng nuôi sẽ ức chế các vi
khuẩn gây thối, vi khuẩn gây bệnh trong chuồng nuôi, làm giảm mùi hôi trong
chuồng và giảm bệnh cho gia súc.

3. Tiêu diệt vi khuẩn có hại và gây bệnh trong chuồng nuôi.
Sử dụng chế phẩm vi sinh tổng hợp để xử lý chất thải vật nuôi, ngoài tác dụng
phân giải phân, làm giảm mùi, giảm ô nhiễm thì nó còn có vai trò trong việc
ức chế các vi sinh vật có hại hoặc gây bệnh trong chuồng nuôi.
2.2. Cơ sở thực tiễn
2.2.1 Nguồn gây ô nhiễm do chất thải chăn nuôi lợn.
Chất thải phát sinh ra do hoạt động chăn nuôi bao gồm ở dạng rắn, lỏng như:
phân, thức ăn rơi vãi, nước tiểu, nước rửa chuồng… và khí thải chăn nuôi gây


ra. Mặt khác, khối lượng chất thải chăn nuôi phụ thuộc vào giai đoạn sinh
trưởng, chế độ dinh dưỡng và phương thức vệ sinh chuồng trại.
2.2.1.1 Chất thải rắn:
- Phân: Phân là chất thải do heo bài tiết ra môi ngày, ở dạng rắn hoặc
lỏng. Tùy vào độ tuổi, chế độ dinh dưỡng mà số lượng, thành phần của
phân khác nhau. Thành phần phân lợn chủ yếu gồm nước (56-83%) và
các chất hữu cơ. Ngoài ra còn có các chất dinh dưỡng N, P, K dưới
dạng các hợp chất hữu cơ và vô cơ, phân lợn được xếp vào dạng lỏng
hoặc hơi lỏng.
Theo nghiên cứu của TS. Trương Thanh Cảnh(1997,1998) thì N trong
phân lợn 70 - 100kg chiếm 7,99 - 9,32g/kg. Đây là nguồn dinh dưỡng
có giá trị cây trồng dễ hấp thu và góp phần cải tạo đất nếu sử dụng hợp
lý. Ngoài ra trong phân lợn còn chứa rất nhiều virut, ấu trùng và trứng
giun sán có hại cho sức khỏe của con người và gia súc. Các loại này
có thể tồn tại vài ngày đến vài tháng trong phân, trong nước thải và
trong đất.
- Thức ăn thừa, các chất thải khác: Những cơ sở chăn nuôi có sử dụng
đệm lót, sau thời gian sử dụng thay đi có thể mang theo phân, nước tiểu
và vi sinh vậy gây bệnh. Thức ăn thừa từ chăn nuôi cũng góp phần gây
ô nhiễm môi trường vì hầu hết đều là các chất hữu cơ dễ phân hủy như

cám, ngũ cốc… và trong tự nhiên các chất này bị phân hủy sinh ra mùi
khó chịu ảnh hưởng đến môi trường xung quanh.
2.2.1.2 Nước thải.
- Nước tiểu: Nước tiểu của lợn có thành phần chủ yếu là nước (chiếm
trên 90% tổng khối lượng nước tiểu). Ngoài ra, còn có một lượng lớn
Nito (chủ yếu dưới dạng ure) và photpho. Và khi nước tiểu được động
vật bài tiết ra ngoài, trong điều kiện có oxy ở môi trường, chúng dễ
dàng phân hủy tạo thành amoniac gây mùi khó chịu. Tuy nhiên có thể


dùng bón cho cây vì đây là nguồn giàu nito và photpho và kali. Thành
phần nước tiểu phụ thuộc vào độ tuổi, chế độ dinh dưỡng của lợn và
điều kiện khí hậu.
- Nước rửa chuồng và tắm gia cho lợn: Có nguồn gốc từ việc tắm rửa cho
lợn, vệ sinh chuồng trại và máng ăn uống Đây là một nguồn gây ô
nhiễm rất nặng, chứa các chất hữu cơ, vô cơ có trong phân, nước tiểu
và thức ăn Tùy vào cách thức vệ sinh chuồng trại cũng như độ tuổi và
chế độ ăn của lợn mà mức độ ô nhiễm của nước thải khác nhau. Nước
thải chăn nuôi không chứa các chất độc hại nhưu chất thải công nghiệp
(acid, kiềm, kim loại nặng, chất oxy hóa ) những chứa rất nhiều loại
ấu trùng, vi trùng, trứng giun sán chứa trong phân.
2.2.1.3 Khí thải.
Các khí thải ra trong chuồng nuôi, tại các bãi, hầm chứa chất thải như
NH
3
, H
2
S, CH
4
, CO

2
là sản phẩm của quá trình phân hủy kỵ khí và
hiếu khí các chất hữu cơ trong chất thải chăn nuôi (chủ yếu là phân và
nước tiểu). Nồng độ các khí này khác nhau, tùy thuộc vào điều kiện
môi trường (nhiệt độ, độ ẩm, bức xạ ) và cách thức thu gom, lưu trữ,
vận chuyển và xử lí chất thải. Tùy nồng độ các khí mà ảnh hưởng của
chúng lên gia súc và con người khác nhau.
2.2.2 Ảnh hưởng của chất thải chăn nuôi lợn đến môi trường.
2.2.2.1 Môi trường đất.
Chất thải chăn nuôi làm phú dưỡng hóa đất: Lượng chất hữu cơ dư thừa sẽ
làm cho đất bão hòa và quá bão hòa dinh dưỡng, gây mất cân bằng sinh thái
và thoái hóa đất. Đây là một trong những nguyên nhân gây chết cây dẫn đến
giảm năng suất và sản lượng cây trồng. Ngoài ra, khi trong đất dư thừa dinh
dưỡng sẽ dẫn đến hiện tượng rửa trôi và thấm làm ô nhiễm nước mặt, nước
ngầm.


Vi sinh vật và mầm bệnh: phân và nước tiểu gia súc có chứa rất nhiều
loại vi trùng, trứng giun sán gây bẹnh cho người và vật nuôi. Các tác nhân
gây bệnh này có thể tồn tại rất lâu trong đất nên chúng có nguy cơ phát tán
vào không khí, nước ngầm, nước mặt theo chuỗi thức ăn để gây bệnh.
2.2.2.2 Môi trường nước.
Chất thải chăn nuôi làm phì dưỡng nước, ô nhiễm nước mặt, nước ngầm.
Khi chất thải chăn nuôi chưa được xử lí hoặc xử lý không triệt để thải vào ao,
hồ, kênh, rạch… sẽ làm ô nhiễm nguồn nước. Bởi vì chất thải chăn nuôi chứa
nhiều chất hữu cơ khi thải vào môi trường nước các vi sinh vật hiếu khí phải
sử dụng oxy hòa tan để phân hủy các chất này làm giảm lượng oxy hòa tan
trong nước dẫn đến suy giảm chất lượng nước. Mặt khác chất thải chăn nuôi
chứa nhiều chất dinh dưỡng nên chúng gây ra hiện tượng phú dưỡng hóa gây
ảnh hưởng đến đời sống của các sinh vật thủy sinh trong môi trường tiếp

nhận. Bên cạnh đó, nước là môi trường thích hợp cho các loài sinh vật gây
bệnh tồn tại trong phân phát triển, không những thế chất thải sẽ thấm xuống
đất, đi vào nước ngầm làm ô nhiễm nguồn nước ngầm nhất là các mạch nông
gần chuồng gia súc hay hố chứa chất thải mà không có hệ thống thoát nước an
toàn.
* Chất hữu cơ : Trong thức ăn, một số chất chưa được đồng hóa và hấp thụ
nên bài tiết ra ngoài theo phân, nước tiểu cùng các sản phẩm trao đổi chất.
Ngoài ra, các chất hữu cơ còn từ nguồn khác như thức ăn dư thừa, ổ lót, xác
chết gia súc không được xử lý. Sự phân hủy các chất béo trong nước còn làm
thay đổi pH của nước, gây điều kiện bất lợi cho hoạt động phân hủy các chất
ô nhiễm. Một số chất cacbohydrat có trong nước thải có phân tử lớn nên
không thấm qua màng vi sinh vật. Để chuyển hóa các phân tử này trước tiên
phải qua quá trình thủy phân các chất phức tạp thành các chất đơn giản hơn
(đường đơn,axit amin, axit béo mạch ngắn).Quá trình này tạo ra các sản phẩm
trung gian gây độc cho thủy sinh vật.


* Nito, photpho :Khả năng hấp thụ N và P của các loại gia súc, gia cầm rất
kém, nên khi thức ăn có chứa N và P thì chúng sẽ bài tiết ra ngoài theo đường
phân và nước tiểu. Do đó, hàm lượng N và P trong chấ thải chăn nuôi tương
đối cao, nếu không xử lý sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng hóa nguồn nước,
ảnh hưởng đến hệ sinh thái nước. Hàm lượng nitrat cao trong nước sẽ gây độc
hại cho con người. Do trong hệ tiêu hóa, ở điều kiện thích hợp nitrat sẽ
chuyển thanh nitrit, có thể hấp thụ vào máu kết hợp với hồng cầu, ức chế chức
năng vận chuyển oxy của hồng cầu.
* Vi sinh vật : Trong phân chứa nhiều loại vi trùng, virut, 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.
2.2.2.3 Môi trường không khí.

Môi trường không khí ở khu vực chuồng trại và xung quanh cơ sở chăn
nuôi luôn có mùi rất đặc trưng, đây là một tác nhân ô nhiễm rất khó chịu nếu
không có biện pháp quản lý đúng cách. Các khí gây mùi chủ yếu từ quá trình
phân hủy yếm khí chất thải chăn nuôi như NH
3
, H
2
S, các hợp chất của
mecartan. Trong thanh phần khí thải ra từ chăn nuôi còn chứa một lượng đáng
kể CO
2
và CH
4
. Tất cả các khí này tồn tại trong môi trường không khí của khu
vực chăn nuôi tạo nên một mùi đặc trưng hôi thối rất khó chịu, ở nồng độ cao
chúng có thể gây ngạt, kích thích niêm mạc, mắt và mũi, gây choáng váng,
nhức đầu, gây nổ…