Vệ sinh môi trường trong chăn nuôi

CHUONG 1
MỘT SỐ KHÁI NIỆM VỀ SINH THÁI TRONG CHĂN NUÔI

1.1. Định nghĩa sinh thái học
Sinh thái học là một khoa học nghiên cứu tất cả mối quan hệ giữa sinh vật với
môi trường xung quanh.
Sinh thái học là một khoa học về mối quan hệ qua lại giữa sinh vật với môi sinh
của chúng.
Sinh vật: động vật và thực vật
Môi trường: đất, nước, khí hậu ( t 0, ẩm độ, ánh sáng, chế độ gió, mưa,
phân phối nước…)
Như vậy sinh vật sống trong môi trường bao quanh nó và cả hai có mối quan hệ
chặt chẽ nhau.
Sinh thái học nghiên cứu về quần thể sinh vật trong môi trường nên còn gọi là
môn khoa học quần thể.
1.2 Những hệ sinh thái
Hệ sinh thái là đối tượng nghiên cứu sinh thái học. Tất vả mọi sinh vật của một
khu vực đều tác động qua lại với môi trường vật lý bằng các dòng năng lượng
tạo nên cấu trúc dinh dưỡng, sự đa dạng về loài và chu trình tuần hoàn vật chất.
Trong mỗi hệ sinh thái có các thành phần sau:
- Các chất vô cơ: C, N, H2O, CO2 ....tham gia vào chu trình vật chất.
- Các chất hữu cơ: protid, glucid, lipid, chất mùn….liên kết các phân tử
hữu sinh và vô sinh.
- Chế độ khí hậu: ánh sáng, nhiệt độ, ẩm độ…
- Sinh vật sản xuất: là các sinh vật tự dưỡng, chủ yếu là cây xanh.
- Sinh vật tiêu thụ: dị dưỡng, chủ yếu là động vật
- Sinh vật phan hủy: hoại sinh, dị dưỡng, chủ yếu là vi khuẩn và nấm.

1

Ba nhóm đầu là thành phần vô sinh, thuộc về môi trường và tạo thành sinh cảnh,
ba nhóm sau là thành phần sinh vật, tạo thành quần lạc sinh vật. Tất cả tạo thành
một thể thống nhất, một đơn vị chức năng gọi là hệ sinh thái.
→ Hệ sinh thái là hệ thống của sinh vật và môi trường trong đó diễn ra các quá
trình trao đổi năng lượng và vật chất giữa sinh vật và sinh vật, giữa sinh vật và
môi trường.
Hệ sinh thái có thể rất nhỏ hoặc rất lớn. Ví dụ: cánh đồng, gồm gió, nước, t 0, ẩm
độ, lúa, côn trùng, vi sinh vật …
Hoặc vùng sinh thái nhiệt đới, ôn đới, sa mạc…


Đặc tính của hệ sinh thái:
- Mỗi thành phần sẽ tác động lên thành phần khác.VD: bò ăn cỏ, thợ săn ba82t
động vật khác để ăn..,
- Trong một hệ sinh thái, các động vật và thực vật đều có tính cạnh tranh nhau
về nguồn tài nguyên sẳn có. VD: bò có thể cạnh tranh về nước.
Cây to và cây nhỏ cạnh tranh nhau về ánh sáng, dưỡng chất…
Người và gia súc cạnh tranh nhau về thức ăn và đất đai.
- Trong sự cạnh tranh đó, động vật sống có thể làm thay đổi môi trường sống và
có thể làm phát sinh ra một số thành phần mới.
VD: Người miền núi do nhu cầu thực phẩm phá rừng làm thay đổi môi trường,
làm lượng hơi nước bốc đi → môi trường nóng lên. Đất bị xói mòn làm độ phì
nhiêu giảm, ẩm độ giảm làm một số cây cỏ chết đi → làm thay đổi quần thể →
ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường.
- Trong một thời gian nhất định nó có sự ổn định (vd: nhìn một cánh đồng, một
ao cá trong một thời gian nhất định nó có sự ổn định bên trong).
- Phân tích sự ổn định đó thấy có những loài chiếm ưu thế do nó sử dụng tốt hơn
các nguồn tài nguyên sẳn có trong hệ sinh thái đó và sự sinh trưởng thích hợp
với môi trường xung quanh.
Ta có thể chia hệ sinh thái trái đất ra:

+ Hệ sinh thái tự nhiên: rừng, núi, sông hồ, biển, đồng cỏ tự nhiên.
2


+ Hệ sinh thái đô thị: bao gồm các thành phố lớn, khu công nghiệp.
+ Hệ sinh thái nông nghiêp: là các vùng sản xuất nông nghiêp hoặc các cơ
sở sản xuất nông nghiêp như nông trường, hợp tác xã nông nghiệp, nông trại. Đó
là hệ sinh thái nhân tạo do con người làm ra, tức là chịu sự chi phối mọi mặt bởi
con người.
Ngày nay con người cũng can thiệp vào hệ sinh thái tự nhiên như bón
phân hóa học, tưới nước, thả con giống, sử dụng hóa chất diệt dịch….để làm
tăng năng suất của chúng.
Hệ sinh thái nông nghiêp chiếm 1/3 diện tích trái đất. Vd: đồng ruộng,
vườn cây lâu năm, rừng nông nghiệp (cao su), đồng cỏ chăn nuôi, trại chăn nuôi,
ao cá…
Nhưng trên thực tế không phân chia rõ ràng như trên mà có thể có nhiều cấu trúc
xen kẽ nhau nên hệ sinh thái nào trội thì đặt tên cho hệ đó.
1.3 Quần thể sống:
Bao gồm những động vật, thực vật cùng sống chung dưới những điều kiện giống
nhau về môi trường và ở một thời gian nhất định nào đó.
Có thể tìm thấy quần thấy quần thể sống ở khắp nơi. VD: cánh đồng lúa là quần
thể sống gồm cây lúa, chim chóc, sâu bọ… hoặc đàn bò trên sườn núi….
Con người là thành viên của quần thể sống nhưng con người luôn luôn hoạt
động tìm cách tăng cường phẩm chất và số lượng thức ăn để phục vụ đời sống
con người và tăng cường sử dụng các nguồn tài nguyên khác nghĩa là làm thay
đổi môi trường, thay đổi thành phần của quần thể sống.
VD: nông dân cày ruông có thể làm chết một số cây cỏ và đồng thời làm gia
tăng sinh vật khác: trồng lúa: ( nghĩa là l;àm thay đổi thành phần của quần thể
sống).
Người chăn nuôi nhập những giống gia súc mới làm thay đổi giống cũ, cung cấp

những lợi ích tốt hơn giống địa phương.
Người nông dân không thể hoạt động tách rời khỏi quần thể sống mà chịu sự tác
động của những tiến trình tự nhiên. VD: người sơn cước phá rứng làm rẫy nghĩa

3


là họ làm quần thể sống thay đổi ( quần thể này đang có sự ổn định về tác động
tự nhiên.
→ Tóm lại, con người muốn hoạt động làm lợi từ môi trường ngoài thì phải chú
ý đến lực tác động tự nhiên để giữ cho quấn thể sống ổn định.
1.4. Cân bằng sinh thái
1.4.1 Trong một quần thể sống ổn định có sự cân bằng giữa quá trình tăng
trưởng và quá trình phân hủy. Đó là sự cân bằng về sinh thái.
- Quá trình tăng trưởng: sinh sản, tăng trưởng, chết đi
- Quá trình phân hủy: vi sinh vật phân hủy vật chất từ các vi sinh vật (xác
chết, chất thải…)
Cả hai quá trình này đều có tính cách sống động và liên tục nên ta gọi là cân
bằng sinh thái có tính cách sống động.
1.4.2 Trong hệ sinh thái cân bằng nếu đưa vào một loài mới → làm mất sự cân
bằng.
VD: nếu đưa vào hệ sinh thái một giống gà (heo) mới phải để ý đến nhu cầu
chuồng trại, thức ăn, chú ý đến chất thải ảnh hưởng đến môi trường.
1.4.3 Một hệ sinh thái với một lượng lớn các loài động vật và thực vật thường ổn
định hơn và có khả năng duy trì một sự cân bằng lớn hơn so với hệ sinh thái có
ít loài động vật và thực vật. VD: đồng cỏ có nhiều loại cỏ khác nhau, nếu bò ăn
hết loài này sẽ ăn loài cỏ khác, loài củ sẽ phục hồi lại nên khả năng duy trì cân
bằng sinh thái và khả năng ổn định lớn hơn.
1.5. Mạng cuộc sống
Những động vật và thực vật sống trong hệ sinh thái chịu tác động bởi những quy

trình biến đổi dưỡng chất trong nước, đất và có thể hấp thu ánh sáng mặt trời để
tổng hợp thành những chất sống của nó mà ta gọi là sinh khối.
Thực vật sử dụng được nguyên liệu cung cấp từ thành phần chết như những
nguyên tố: N, P, K, C, khoáng…. Và dùng năng lượng mặt trời qua quá trình
quang hợp biến CO2 + H2O → đường, sau đó thực vật dùng đường tạo nên tinh
bột, béo, đạm và các hợp chất hữu cơ khác, thực vật được gọi là nhà sản xuất
thức ăn.
4


Động vật phải ăn thực vật và động vật khác nên nó là nhà tiêu thụ
Sinh vật phân hủy có nhiệm vụ phân hủy chất hữu cơ từ xác động vật và thực
vật trả lại cho môi trường.
Ba nhóm sinh vật trên tạo thành chuỗi thức ăn hay chuỗi dinh dưỡng.
-

Chuỗi thức ăn: là sự vận động dưỡng chất từ thực vật → động vật ăn thực
vật → động vật ăn thịt → sinh vật phân hủy.
VD: nitrogen được cây cỏ tổng hợp thành đạm cây, động vật ăn thực vật vào
phân hủy đạm này thành đạm động vật, động vật ăn thịt tạo đạm cho cơ thể → bị
vi sinh vật phân hủy → trả dưỡng chất cho đất (môi trường): là sự vận động của
chuỗi thức ăn.
- Mạng thức ăn: các chuổi thức ăn trong hệ sinh thái thường đan xen liên kết
nhau một cách chặt chẽ, tạo thành mạng lưới thức ăn. Trong môi trường, mỗi
sinh vật thường ăn các loại thức ăn khác nhau, đến phiên chúng lại làm thức ăn
cho các nhóm sinh vật khác, chính vì thế mạng lưới thực ăn trong môi trường rất
phức tạp và góp phần tạo sự ổn định của hệ sinh thái.
- Kim tự tháp thức ăn

ĐV

ĐV ăn TV
TV

1.6 Tính đa đạng sinh học

5


Môi trường tự nhiên gốm một mạng lưới phức tạp với nhiều loài sinh vật khác
nhau cùng sống ổn định trong vùng sinh thái → vùng có tính đa dạng sinh học.
Tuy nhiên, trong nông nghiệp nếu phát triển một loài sinh vật nào đó nghĩa là
giảm tính đa dạng sinh học. VD: quảng canh một loại hoa màu hay tròng lúa,
chăn nuôi một loại gia súc với số lượng lớn và sử dụng diện tích đất rộng → làm
giảm tính đa dạng về sinh học.
1.7. Khả năng cưu mang
Là số động vật mà một diện tích sẳn có có thể nuôi dưỡng hàng năm
Khả năng cưu mang tùy thuộc hai yếu tố:
- Nguồn tài nguyên sẳn có: thức ăn, nước uống, nơi trú ngụ, khí hậu.
- Nhu cầu của động vật: ăn, ở, hoạt động sinh sản…


Tổ ấm: bao gồm tất cả mối liên hệ mà một động vật có được đối với môi
trường xung quanh giúp nó sống và phát triển được.
Gồm: + thức ăn, nước uống
+ Loại môi trường sinh sống ( ở cạn, nước)
+ Chỗ chú ngụ ban đêm (hang, cánh đồng…)
+ Tập quán sinh sống



Yếu tố giới hạn: là một thành phần của hệ sinh thái giới hạn số động vật
một nơi có thể cưu mang.



VD: Trong môi trường có động vật cạnh tranh là yếu tố giới hạn: vịt ăn
lúa, người sử dụng lúa →người là yếu tố giới hạn của vịt.
MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN LƯU Ý KHI PHÁT TRIỂN CHĂN NUÔI
- Những động vật cạnh tranh
Trong quần thể sống nếu muốn phát triển một loài động vật lên hoặc
đưa vào quần thể một giống mới thì phải chú ý đến động vật cạnh tranh mà ưu
tiên là con người.
- Chất lượng và số lượng thức ăn

6


Khi phát triển gia súc phải để ý đến số lượng thức ăn mà gia súc cần và chất
lượng thức ăn mà con người và các loại gia súc khác sử dụng để không ảnh
hưởng đến sức khỏe gia súc và con người.
- Quản lí bằng sự tách rời khỏi môi trường
Trong chăn nuôi có khuynh hướng cô lập các nguồn thức ăn hoặc cô lập bản
thân con gia súc không để các thành phần, động vật nguy hiểm hay có hại có thể
tiếp xúc hoặc xâm nah65p vào bản thân gia súc.
Nguồn thức ăn cô lập không cho côn trùng, sâu bọ tiếp xúc hoặc những động
vật khác ăn nguồn thức ăn này (người ta dùng chất diệt côn trùng rất nguy hiểm
cho môi trường vì giết côn trùng đồng thời giết thiên địch → làm mất cân bằng
sinh thái và thuốc sát trùng có thể tồn trữ trong thực vật → gia súc → có thể hại
con người).
Đối với bản thân gia súc bị cô lập không cho mầm bệnh xâm nhập bằng cách

dùng kháng sinh phổ rộng (diệt thường xuyên bằng cách trộn vào thức ăn),
kháng sinh kích thích tăng trọng (vì gia súc không bệnh) nhưng đồng thời diệt
mất một số vi sinh vật có lợi đường ruột → làm mất cân bằng vi sinh vật. Kháng
sinh có thể tồn tại trong cơ thể gia súc ( gan, thận, cơ) → ảnh hưởng đến sức
khỏe con người.

CHƯƠNG 2. NHỮNG ĐIỂM CẦN LƯU Ý TRONG VIỆC
PHÁT TRIỂN CHĂN NUÔI LIÊN QUAN ĐẾN MÔI TRƯỜNG
2.1 Những điều cần lưu ý về môi trường trong phát triển chăn nuôi
- Xác định việc sử dụng nguồn tài nguyên có tính cạnh tranh và khả năng đa
dạng hóa các tài nguyên này cho chăn nuôi.
- Chọn loài gia súc thích hợp với môi trường địa phương theo tập quán và đặc
tính sinh học của chúng.
- Cố gắng duy trì sinh thái hiện có
- Đề án chăn nuôi phải có tính tổng hợp để ý mối quan hệ lẩn nhau giữa quần thể
sống và môi trường.

7


- Nên kết hợp chăn nuôi với trồng trọt và quản lý đất.
- Chú ý cải thiện đất bằng cách giảm xói mòn và tăng độ phì nhiêu của đất ( chú
ý sử dụng chất thải chăn nuôi).
- Xác định lượng tài nguyên sẳn có và nhu cầu theo mùa và các phụ thế phẩm
trồng trọt làm thế nào cho cầu không vượt quá cung.
- Bảo vệ chất lượng và nguồn và nguồn cung cấp nước, có kế hoạch tái chế các
chất thải.
- Nghiên cứu tiềm năng tăng trưởng của cây cỏ, sức chịu đựng thâm canh chăn
thả để tránh chăn thả quá mức.
- Đưa các kinh nghiệm cổ truyền về quản lý môi trường vào kế hoạch phát triển

chăn nuôi.
2.2. Những điều cần chú ý khi chọn điểm lập trại chăn nuôi
2.2.1 Diện tích đất
Không chỉ là diện tích lập trại chăn nuôi mà còn là diện tích cần để sử dụng
phân hoặc quản lý hay xả chất thải. Khi lập trại chăn nuôi phải có kế hoạch: biết
số đầu gia súc? Loại gia súc? Ăn thức ăn gì? → từ đó tính được lượng phân thải
ra và chất lượng phân → biết phải xử lý như thế nào?
Có 2 trường hợp:
- Đất nông nghiệp rộng, chất thải từ trại chăn nuôi sẽ được sử dụng cho nông trại
- Đất hẹp: phải có hợp đồng với nông trại khác gần đó để có kế hoạch sử dụng
phân.
Trường hợp không lấy phân bón đất thì phải có đề án sử dụng phân như hầm ủ
biogas, nuôi tảo, nuôi cá, nuôi artemia…
Nếu làm thức ăn gia súc thì phải định xem nuôi loại gia súc nào?
2.2.2 Khoảng cách cần thiết về mặt môi trường.
Không có con số nhất định, tùy thuộc kích cở trại chăn nuôi và thay đổi tùy điều
kiện tự nhiên của vùng đó nhưng có những điều tối thiểu cần lưu ý là:
- Đối với nguồn nước ( sử dụng cho người và cho sinh hoạt)

8


Cách giếng nước, dòng nước: sông, ao, hồ ít nhất là 100m. Chỗ ủ phân của trại
chăn nuôi cách nguồn nước khoảng 45 m nhưng phải nằm dưới dốc.
- Đối với láng giềng: tùy thuộc số lượng gia súc, mật độ dân trong vùng. Khuyến
cáo tốt nhất là 100m ( khoảng cách từ chổ ủ phân, hoặc trại thải phân trực tiếp)
để tránh mùi, côn trùng sinh ra từ trại chăn nuôi.
- Đối với vùng tiện ích công cộng (xa lộ, đường xe lửa, chợ, trường học):
khoảng cách tốt nhất là 200m.
- Đối với cánh đồng sử dụng phân: khoảng cách từ trại đến chổ sử dụng phân

phải hợp lý (để đỡ tốn chi phí vận chuyển).
2.2.3 Hướng gió
Các nhà chứa phân, chuồng nuôi thú phải ở dưới gió khu dân cư. Rãi phân trên
cánh đồng lúc không có gió.
2.2.4 Đất
Nên chú ý tính chất vật lý hóa học của đất
- Hóa học: nên phân tích thành phần dưỡng chất của đất và thành phần của phân
để xem phân bổ sung được gì cho đất.
- Vật lý: đất cát mỏng không giữ nước, hiện tượng thẩm lậu cao để mất dưỡng
chất trong đất nên cần bón nhiều. Đất sét dầy, sẽ bị úng, nếu chôn xác xúc vật sẽ
không hoai → dễ gây ô nhiễm.
Độ nghiên của đất: nên <10%, nếu không sẽ bị nước mưa rửa trôi dưỡng chất.
2.2.5 Thực vật
Xem môi trường cần trồng thực vật gì, yêu cầu dưỡng chât ra sao để sử dụng
phân hợp lý.

CHƯƠNG 3. NHỮNG ĐẶC TÍNH CỦA CHẤT THẢI

3.1. Tầm quan trọng của sự hiểu biết về đặc tính chất thải

9


Chất thải từ các trại chăn nuôi là nguồn ô nhiễm cho môi trường sống của người
và gia súc: quá trình phân giải các hợp chất protid trong phân, nhất là điều kiện
yếm khí, sản sinh ra mùi hôi thối và lôi cuốn các loại ruồi nhặng tụ tập đến, làm
mất vệ sinh. Trường hợp gia súc bệnh, làm lây lan những bệnh truyền nhiễm và
giun sán
Đặc tính chất thải gồm 2 phần: số lượng và chất lượng. Hiểu biết về đặc tính
chất thải giúp ta xác định được hệ thống xử lý cho phù hợp và có hiệu quả.

Có hiệu quả vì:
- Tránh ô nhiễm môi trường → có hại cho sức khỏe của người và gia súc → làm
giảm năng suất chăn nuôi.
- Sử dụng các chất thải để tăng gia năng suất nông như năng suất cây trồng (bón
cây), năng suất chăn nuôi (nuôi artimia, nuôi trùn làm thức ăn gia súc…), nuôi
cá…
Nhiều trường hợp đất không thể sử dụng phân hóa học mà sử dụng phân hữu cơ
( phân chuồng) để tăng độ phì nhiêu của đất, tăng chất dinh dưỡng đa lượng và
vi lương cho đất, đồng thời về lâu dài cũng làm tăng tỷ lệ mùn và tích lũy được
nhiều nguyên tố P, K tổng số cho đất, tạo tiền đề cho đất có độ phì nhiêu cao
hơn.
Chất thải nói chung của nông trại gồn các phần:
+ Phân và các kết hợp khác ( nước tiểu và chất lót chuồng.
+ Các nguyên liệu chăn nuôi dư thừa: thức ăn dư, thức ăn mất phẩm chất.
+ Xác vật chết ( gà chết < 3% được chấp nhận).
+ Hóa chất thất thoát: phân hóa học
+ Những phụ phế phâm nông nghiệp: các dư thừa sản phẩm nông nghiệp như lá
cây, cành cây, vỏ, hột.
+ Các vật dụng đã hư hoặc quá củ như nhà cửa, vật dụng.(chúng ta chỉ nghiên
cứu phân và nước tiểu)
3.2. Phân

10


Là những chất liệu từ trong thức ăn nước uống mà cơ thể gia súc không sử dụng
hay không tiêu hóa được và thải ra ngoài cơ thể.
Phân gồm những thành phần
+ Là những dưỡng chất không tiêu hóa được hoặc những dưỡng chất thoát khỏi
sự tiêu hóa vi sinh hay các men tiêu hóa (chất xơ, protein không tiêu hóa được),

axid amin thoát khỏi sự hấp thu → được thải qua nước tiểu: acid uric (ở gia
cầm), urea (gia súc). Các khoáng chất dư thừa cơ thể không sử dụng như P 2O,
K2O, CaO, MgO…phần lớn xuất hiện trong phân.
+ Các chất cặn bả của dịch tiêu hóa (trypsin, pepsin..)
+ Các mô tróc ra từ các niêm mạc của ống tiêu hóa và chât nhờn theo phân ra
ngoài.
+ Vật chất dính vào thức ăn, bụi, tro…
Các loại vi sinh vật bị nhiễm trong thức ăn, ruột bị tống ra ngoài.


Tính chất của phân:
- Lượng phân
Bảng 1. Lượng phân: thay đổi theo lượng thức ăn và thể trọng: dựa vào lượng
thức ăn có thể tính được lượng phân. Theo Lochr (1984) ước tính:
Loại gia súc

Lượng phân mỗi ngày (% thể trọng)

Heo

6-8

Bò sữa

7-8

Bò thịt

5-8

Gà

5

Bảng 2. Lượng phân thải trung bình của gia súc trong 24 giờ
Loại gia súc

Phân nguyên (kg)

Nước tiểu (kg)

Trâu

18-25

8-12
11


Bò

15-20

6-10

Ngựa

12-18

4-6

Heo

1,2-3,0

2-4

Dê

1,5-2,5

0,6-1

Gà, vịt

0,02-0,05

-

Như vậy hàng ngày bò thải phân ra hàng ngày nhiều nhất. Đối với gia cầm nước
tiểu được thải ra một lượt với phân nguyên và do tính chất nước tiểu không lỏng
như các loại gia súc khác nên phân của gia cầm có nhiều đạm hơn các loài khác.
Gia súc nuôi chuồng không chất lót chuồng, với 1000kg thể trọng có thể cho
lượng phân tính bằng tấn/năm:
Heo

16 tấn

Ngựa

8 tấn

Cừu

6 tấn

Bò sữa

12 tấn

Bò thịt

8,5 tấn

Hà

4,5 tấn

+ Thay đổi theo tính chất thức ăn
Tùy thuộc cho ăn loại thức ăn gì? Nhiều xơ hay nhiều tinh bột? Vd: Bò thịt ăn
cỏ thô chủ yếu cho lượng phân nhiều hơn bò thịt ăn thức ăn đậm đặc
1 ngày bò ăn chất xơ → 70 lbs phân
1 ngày bò ăn thức ăn tinh → 60 lbs phân
+ Thay đổi theo những chất kết hợp: nước tiểu, chất lót chuồng
- Chất lượng phân (thành phần dưỡng chất)
12


+ Thay đổi thành phần dưỡng chất của thức ăn và nước uống. Vd: bò chỉ ăn cỏ
cho ra phân có thành phần dưỡng chất kém hơn bò ăn cỏ có thức ăn bổ sung.

+ Thay đổi theo loài gia súc: do khả năng tiêu hóa khác nhau
Bảng 3. Thành phần dưỡng chất của phân một số loài gia súc, gia cầm
Loài

Nitrogen (%)

Phosphate (%)

Thỏ

2,4

1,4

Gà

1,1

0,8

Cừu

0,7

0,3

Ngựa

0,7

0,3

Vịt

0,6

1,4

Bò

0,6

0,2

Heo

0,5

0,3

Ta thấy trong phân gà có dưỡng chất cao có thể dùng làm thức ăn cho gia súc
nhai lại.
+ Thay đổi theo nhu cầu cá thể: nếu nhu cầu cá thể cao thì sử dụng dưỡng chất
nhiều → phân sẽ ít dưỡng chất và ngược lại
VD: Heo thịt nuôi cùng một loại thức ăn thì heo đang thời kỳ tăng trưởng cần
nhiều dưỡng chất hơn heo thịt lớn ở giai đoạn vỗ béo.
+ Thay đổi theo phân có chất lót chuồng hay không:
Bảng 4. Thành phần dưỡng chất trong các loại chất thải
Dưỡng chất

Phân gà thịt (lb/tấn)

Phân gà đẻ (lb/tấn)

Nitrogen (N)

62

30

Phosphate (P2O5)

60

26

Potash (K2O)

40

10
13


Phân tích khi phân và chất lót chuồng hoai
Bảng 5. Thành phần phân tươi nguyên chất (không có nước tiểu và chất độn)
của gia súc ở nhật bản (Suzuki tassushiko, 1968)
Tỉ lệ %
Loại
H2O

gia súc

Chất
N
hữu cơ

P2O5

K2O

CaO

MgO

Cl

Trâu,
Bò

80,0

18,0

0,30

0,20

0,10

0,10

0,18

0,01

Ngựa

75,0

23,0

0,50

0,30

0,33

0,23

0,10

0,01

Heo

82,0

16,0

0,60

0,50

0,40

0,05

0,02

0,01

Dê,
cừu

68,0

29,0

0,60

0,20

0,20

0,02

0,24

0,01

3.3 Nước tiểu gia súc
Theo Suzuki. Tatsushiko, 1968, thành phần trung bình của nước tiểu các loại gia
súc nhu sau:
Tỉ lệ %
Loại
H2O
gia súc

Chất
N
hữu cơ

P2O5

K2O

CaO

MgO

Cl

Trâu,
Bò

92,5

3,0

1,0

0,01

1,5

0,15

0-0,1

0,1

Ngựa

89,0

7,0

1,2

0,05

1,5

0,02

0,24

0,2

Heo

94,0

2,5

0,5

0,05

1,0

0-0,2

0-0,1

0,1

14


Dê,
cừu

87,0

8,0

1,5

0,1

1,8

0,3,0

0,25

0,28

Thành phần nước tiểu cũng tùy thuộc vào điều kiện dinh dưỡng và khí hậu,
nhưng có đặc tính:
+ Nước tiểu gia súc là một loại phân bón giàu đạm và kali, còn hàm lượng lân
thì ít hoặc không đáng kể.
+ Nước tiểu heo nghèo đạm hơn các loại gia súc khác
3.4 Nước phân chuồng
Nước phân chuồng là nước từ các đóng phân chuồng chảy ra, phần lớn là nước
tiểu gia súc có hòa lẫn nhiều chất hòa tan của phân đặc và có chứa thêm một
lượng nước rửa chuồng. Vì vậy nước phân chuồng rất giàu chất dinh dưỡng dễ
tiêu và có giá trị lớn về mặt phân bón.
Theo Bergmann, 1965 thì trong 1 m3 nước phân có chừng:
5-6 kg N nguyên chất
0,1 kg P2O5
12 kg K2O
Như vậy nước phân chuồng thì nghèo lân, nhưng giàu đạm và rất giàu kali. Đạm
trong nước phân chuồng ở vào 3 dạng chủ yếu là: ure, axit uric và axit hippuric,
khi để ngỏ một thời gian hay bón vào đất thì bị vi sinh vật phân giải, axit uric và
axit hippuric chuyển thành ure và ure chuyển thành amon carbonat.
Kết luận:
Những hiểu biết về số lượng và chất lượng phân, nước tiểu và nước phân
chuồng dễ tính trên cơ sở hàng năm có kế hoạch sử dụng phân như thế nào tránh

phân dư thừa, tránh ô nhiễm môi trường.

15


CHƯƠNG 4. QUẢN LÝ VÀ XỬ LÝ CHẤT THẢI

4.1 Cách chứa phân
- Thu thập phân
Thay đổi tùy loài gia súc, tùy thuộc phương thức chăn nuôi, thiết kế chuồng trại.
Gà: + hố phân có thể nằm dưới lồng gà
+ Hành lang có thể hốt phân trực tiếp (sâu khoảng 5m)
+ Trên đất, xi măng, đất nện…( có thể có chất lót chuồng hay không) thường
nuôi gà thịt và gà chưa lên lồng.
4.1.1 Kho phân
Có thể đem phân ra ngoài dự trữ

16


4.1.2 Hố phân: chổ chứa phân thường bằng ciment, kích thước tùy thuộc lượng
phân muốn dự trữ.
Gà 2-6 fees sâu. Từ những hố phân này có thể bơm thẳng ra cánh đồng bón hoa
màu.
4.1.3 Bể lắng: có thể đặt giữa chuồng và ao, hồ, chứa phần nước thải dư thừa. Bể
lằng có đáy nghiên và cạn, đầu sâu của bể lắng có những khe hở ( phân cứng bị
giữ lại ở bể lắng để xử lý bằng cách khác, nước thải chảy xuống ao

Nước rửa chuồng

Bể lắng

Ao

4.1.4 Đống khô trong nhà ủ phân
Xây một nhà có mái che chổ cao, nước mưa không chảy tới được, xa các nguồn
nước, nền nhà có thể bằng ciment hay đất nện. Nếu dự trữ phân trên một tháng
nên nền làm băng ciment để tránh sự thẩm lậu làm mất chất bổ dưỡng.
Nhà ủ phân có thể có vách hoặc không. Trong thời gian ủ 10% NH 3 mất sau 2
tháng. Nếu ma85ttre6n phân được lèn chặt hay phủ kín sẽ không mất
Nuôi trâu bò có thể làm hố phụ ở một góc nhà để nước tiều thoát xuống và lấy
tưới lên phân.
4.1.5 Ao chứa
Có thể cho phân, nước rửa chuồng đi thẳng xuống ao. Đáy ao và xung quanh
thường bằng đất, không có mái che và có thể dự trữ phân đến đầy. Dự trữ cách
này có mùi, nếu có mưa có thể bị tràn và nếu thẩm lậu vào nguồn nước sử dụng
sẽ gây ngộ độc.
4.2. Xử lý chất thải

17


Được định nghĩa là bằng bất kỳ phương cách nào làm giảm khả năng gây nhiễm
hay làm thay đổi các điều kiện ban đầu của phân gọi là xử lý.
Mục đích của việc xử lý:
- Tiêu diệt các loại vi trùng và trứng giun sán trong chất thải đến mức an toàn.
- Hạn chế đến mức thấp nhất sự thất thoát NPK trong phân.
- Giảm các chất hữu cơ trong nước thải trước khi đổ ra dòng tiếp nhận.
- Tận dụng chất hữu cơ có trong chất thải vào các mục đích có ích như tạo
biogas, sinh khối…

Có 2 cách chính:
+ Xử lý sinh học
+ Xử lý không sinh học
4.2.1 Xử lý không sinh học
Thường bằng cách vật lý và hóa học:
- Vật lý:
+ Phương pháp lằng cặn: Phương pháp này có thể sử dụng rộng rãi để lấy những
chất rằn lằng xuống đáy hồ hay bể và phần phía trên có thể tái chế để tưới cây.
Phương pháp này sử dụng bể lắng, thường bể lắng có 4 vùng:
•

Vùng lắng: giữ nước yên tỉnh để lắng chất rắn xuống

•

Vùng nước chảy vào: làm giảm vận tốc của nước trước khi đi vào vùng
lắng và để phân phối đếu chất rắn.

•

Vùng nước chảy ra: là vùng nước chảy tràn từ vùng lắng, thường được xử
lý hóa học để xử dụng lại như rửa chuồng.

•

Vùng lấy chất rắn ra: thường tái chế để sử dụng làm phân bón
+ Thiêu đốt phân: rất tốn kém, khó thực hiện
- Hóa học
Phần lớn sử dụng cho các chất thải của các xưởng chế biến (đồ hộp, súc sản)
hơn là cho phân

18


+ Sự tiêu độc: sử dụng các chất tiêu độc tiêu diệt các mầm bệnh trong nước phân
mà nhóm vi khuẩn chủ lực là Coloform như các chất sát trùng gốc Chloride,
sodium, ammonium… Trong thực tế clorine hóa là phương pháp được sử dụng
nhiều nhất. Có thể dùng khí Cl2 hoặc các dẫn xuất của nó như: canxihypocloride,
clorua vôi, cloramine. Để khử trùng nước thải. Khi vào nước, Cl 2 kết hợp với
nước tạo ra acidhypocloro HOCl là chất có tính oxy hóa mạnh làm phá hủy tế
bào vi sinh vật và khử mùi độc chất.
+ Sự ngưng kết hóa học:
Thêm hóa chất vào nước phân, nước thải để ngưng kết các phân tử thể keo làm
ngưng kết oxy của nước phân, làm vi sinh vật chết. Phương pháp này loại khỏi
nước thải một hàm lượng lớn silicat, protein, hydrocarbon, chất béo, dầu, mỡ và
một phần vi sinh vật, trứng giun sán.
Phương pháp này dùng để xử lý nước của các xí nghiệp trước khi đưa vào hệ
thống xử lý chung của thành phố. Người ta dùng các chất kết tủa như alumium
sulphate, ferric sulphate, ferric chloride, vôi.
Lượng hóa chất sử dụng tùy thuộc chất thải như độ pH, tỷ lệ chất rắn chứa trong
nước phân và nồng độ phosphate, hóa chất ngưng kết phosphate như vôi và các
muối sát trùng sulphate.


4.2.2 Xử lý sinh học:
- Dưa vào hoạt động cùa vi sinh vật trong chất thải. vi khuẩn này có 3 loại:
+ Kỵ khí: không cần oxy hòa tan
+ Hiếu khí: cần O2 hòa tan
+ Tùy ý: có thể kỵ khí hoặc hiếu khí
- Tính chất chất cũng có thể ảnh hưởng đến phương cách hoạt động của vi sinh
vật. vd: chất thải rắn: dùng phương pháp hiếu khí hoặc kỵ khí, chất thải lỏng

dùng phương pháp kỵ khí.
- Ngoài ra cũng dựa tính chất vật chứa: hầm kín: dùng phương pháp kỵ khí,
hầm hở: phương pháp hiếu khí.



Xử lý kỵ khí

19


Cơ chế của quá trình lên men kỵ khí sinh học
- Được thực hiện bởi các vi sinh vật trong điều kiện hoàn toàn không có oxy
- Vi sinh vật hiện diện tự nhiên trong ruột và do đó hiện diện tự nhiên trong
phân. Vi sinh vật này nhận năng lượng từ quá trình oxy hòa tan: khí CO 2
sulphate, nitrate → gọi là sự lên men.
- Các vi sinh vật trong điều kiện kỵ khí biến chất hữu cơ thành khí methane và
một số khí khác như: CO2, H2S… và có thể có nước.
động
Các giaiTác
đoạn
củacủasựenzym
phân hủy xảy ra như sau:
enzymatic
Amino
acids, acid
beo, đường

Protein,
đường, béo

Acid béo,
CO2, H2,
NH4+H2S

CO2, CH4

Hydrolysis
Thủy phân
Giai đoạn 1
Giai đoạn thủy phân

Chu trình biến dưỡng
Giai đoạn 2
Giai đoạn sinh axit

Sự sinh gaz
Giai đoạn 3
Giai đoạn sinh mê -tan

+ Giai đoạn thủy phân:
Các chất hữu cơ trong nước thải phần lớn là các chất hữu cơ cao phân tử như
protein, chất béo, carbon-hydrat, xenlulo, lignin, một vài chất hữu cơ ở dạng
không hòa tan.
Các chất hữu cơ cao phân tử bị phân hủy bởi các enzym ngoại bào được sản sinh
bởi các vi sinh vật. Sản phẩm của giai đoạn này là các chất hữu cơ có phân tử
20


nhỏ hơn, hòa tan được sẽ là nguyên liệu cho các vi sinh vật ở giai đoạn sinh axit.

Các phản ứng thủy phân trong giai đoạn này biến đổi các protein thành các axit
amin, carbon-hydrat, thành các đường đơn, chất béo thành các axit béo chuỗi
dài. Tuy nhiên, các chất hữu cơ như xenlulo, lignin rất khó phân hủy thành các
chất hữu cơ đơn giản. Tốc độ thủy phân tùy thuộc loại nguyên liệu nạp, mật độ
vi sinh vật trong hệ thống xử lý và các yếu tố môi trường như pH và nhiệt độ.
+ Giai đoạn sinh axit: các chất hữu cơ đơn giản sản xuất ở giai đoạn trên sẽ được
chuyển hóa thành axit acetic, H2, CO2 bởi vi khuẩn Acetogenic. Tỷ lệ của các
sản phẩm này phụ thuộc vào hệ vi sinh vật trong các hệ thống xử lý và các điều
kiện môi trường.
+ Giai đoạn sinh mê-tan: các sản phẩm của giai đoạn sinh axit được chuyển đổi
thành mê-tan và các sản phẩm khác bởi nhóm vi khuẩn mê-tan. Vi khuẩn sinh
mê-tan là những vi khuẩn kỵ khí có tốc độ sinh trưởng chậm hơn các vi khuẩn ở
giai đoạn thủy phân và giai đoạn sinh axit. Các vi khuẩn sinh mê-tan sử dụng
axit acetic, methanol, CO2, H2 để sản xuất khí mê-tan trong đó axit acetic là
nguyên liệu chính với trên 70% mê-tan được sản từ nó. Phần mê-tan còn lại
được sản xuất từ CO2 và H2.
Các phản ứng có thể được biểu diễn qua các phương trình sau:
Nguyên liệu → CO2 + H2 + acetate
Nguyên liệu → Propionate + butyrate + ethanol
CH3COO- + H → CH4 + 3 H2O + năng lượng
4 H2 + HCO3- + H → CH4 + 3 H2O + năng lượng.
Hỗn hợp khí sinh ra từ quá trình phân hủy trên thường được gọi là khí sinh học
hay biogas. Thành phần của khí biogas gồm nhiều loại khí khác nhau nhưng
lượng khí mê-tan tạo ra phụ thuộc vào chất lượng chất nền được sử dụng. Lượng
khí mê-tan sinh ra khoảng 0,6-0,65m3 / kg vật chất khô bị mất đi.
Methane là một chất không màu, không mùi, dễ cháy ở 15 0C với khí áp 735 cm
Hg → 5.500 -6.000 kcal/m3. Khí sinh ra chủ yếu là khí CH 4 (63-70%), CO2 (2733%), H2S (1,1-2,3%).H2S có mùi kho chịu, có có gây ngộ độc.
Lượng khí mê-tan được sản sinh theo chất nền.
21

Chất nền

Lượng CH4 được sản xuất (M3 /kg chất
nền)

Đường

0,4-0,47

Protein

0,45-0,55

Chất béo

<= 1

Ghi chú: theo trung tâm đào tạo ngành nước và môi trường (1999)
Và thành phần của khí biogas được trình bày qua bảng sau:
Thành phần khí biogas
Thành phần(%)

Theo Lê Hoàng Theo
Việt
ngành
MT

T.T.Đ.T Theo Trần Hiếu
nước và Nhuệ

CH4

55-65

55-75

65-76

CO2

35-45

25-40

25-30

N2

0-3

2-7

ít

H2

0-1

1-5

ít

NH3

0-1

Ít

ít

H2S

-

ít

ít

Ghi chú: Trung tâm đào tạo ngành nước và môi trường (1999)
Các nhân tố môi trường ảnh hưởng đến quá trình lên men kỵ khí sinh học
Quá trình lên men kỵ khí đòi hỏi các điều kiện môi trường khá nghiêm nhặt.
Trong đó thì điều kiện nhiệt độ và pH đóng vai trò quan trọng và môi trường
không được chứa chất độc hại hoặc ức chế làm cho hoạt động của vi khuẩn
chậm hoặc dừng lại.
Sau đây là các nhân tố môi trường ảnh hưởng đến quá trình này:

22

+ Lượng vi sinh vật ban đầu: quá trình lên men kỵ khí có thể được khởi động
một cách nhanh chóng nếu như sử dụng chất thải của hệ thống xử lý kỵ khí sinh
học đang hoạt động làm chất mồi, vì chất thải này có chứa nhiều vi sinh vật
đang hoạt động thích hợp cho quá trình phân hủy, sinh axit và sinh mê-tan.
+ Nhiệt độ: Nhiệt và sự biến đổi của nhiệt độ trong ngày và các mùa ảnh hưởng
đến tốc độ sinh khí. Thông thường thì biên độ nhiệt độ sau đây được chú ý đến
trong quá trình sản xuất biogas:
•

25-400C: đây là khoảng nhiệt độ thích hợp cho các vi sinh vật ưa ấm.

•

50-640 C: nhiệt độ thích hợp cho các vi sinh vật ưa nhiệt.
Nói chung khi nhiệt độ tăng thì tốc độ sinh khí tăng nhưng ở nhiệt độ trong
khoảng 40-450C thì tốc độ sinh khí giảm vì khoảng nhiệt độ này không thích
hợp cho cả 2 loại vi khuẩn, nhiệt độ > 600 C tốc độ sinh khí giảm và quá trình
sinh khí bị kiềm hãm hoàn toàn ở 650C trở lên.
+ pH và độ kiềm (alkalinity):
Độ kiềm thích hợp cho hệ thống xử lý kỵ khí sinh học từ 1.000 mg/l đến 5.000
mg/l tính theo CaCO3.
pH thích hợp từ 6,6-7,6 nhưng tối ưu là trong khoảng 7-7,2
Sự lên men sinh axit cần pH acid thường từ 5-6,5.
Sự lên men sinh methane: làm pH trở nên trung hòa: 7-8,5
Khi pH<6,6 do sự tích tụ quá độ các axit béo do hầm ủ bị nạp quá tải hoặc do
các độc tố trong nguyên liệu nạp ức chế hoạt động của vi khuẩn sinh khí me-tan,
trong trường hợp này người ta ngưng nạp nguyên liệu cho hệ thống xử lý để vi
khuẩn mê-tan sử dụng hết các axit thừa. Khi hệ thống xử lý đạt được tốc độ sinh
khí bình thường thì nạp nguyên liệu trở lại đúng lượng quy định.
Khi trong phân có nước tiểu càng nhiều thì pH càng cao có thể >8 và làm giảm

sự sinh me6thane và cho nhiều khí NH3 độc (nên phân có nước tiểu không tốt).
Một vài khoáng chất có thể làm tăng pH như sodium, potassium, calcium,
magnesium đưa đến làm giảm khí methane.

23


Chất thải thực vật có khả năng điều chỉnh pH trở lại 7 giúp việc sản xuất khí
methane tăng.
+ Độ mặn: nồng độ muối NaCl< 0,3 % không ảnh hưởng đến tốc độ sinh khí.
+ Nhu cầu dưỡng chất:
Để đảm bảo năng suất sinh khí của hầm ủ, nguyên liệu nạp nên phối trộn để đạt
được tỷ số C/N từ 25/1 đến 30/1 bởi vì các vi khuẩn sử dụng carbon nhiều hơn
sử dụng đạm từ 25-30 lần. Các nguyên tố khác như P, Na, K, và Ca cũng quan
trọng đối với quá trình sinh khí, tuy nhiên C/N được coi là yếu tố quyết định.
Có một sô chất hữu cơ cần thiết cho sự phát triển của vi sinh vật có trong phân.
Người ta làm một vài thí nghiệm bằng cách cho thêm bả thực vật có tác dụng
kích thích gia tăng CH4 (dùng dây khoai lang cho thêm vào phân sẽ tăng 88%
CH4 (Johnson, 1976).
+ Thời gian lưu trữ:
Cần có một thời gian tối thiểu phân tồn tại trong hầm ủ mới phân hủy được (môi
trường có nước), thường là 2-6 ngày (cũng có khi 12-15 ngày→tùy thuộc điều
kiện thích hợp mà thời gian thay đổi.
+ Trộn:
Nhằm duy trì nhiệt độ đồng nhất cho toàn khối và khuyếch tán đều chất hữu cơ
để gia tăng tác động của vi sinh vật→ làm quá trình phân hủy nhanh hơn. Nó
còn làm giảm thiểu sự lắng đọng các chất rắn xuống đáy hầm và sự tạo bọt, váng
trên mặt hầm ủ.


Xử lý hiếu khí
- Có sự hiện diện của oxy hòa tan
- Mục đích làm phân mất mùi trở nên đồng nhất trước khi đem rãi ra cánh đồng.
Ủ phân compost
Quá trình ủ phân compost là một quá trình phân hủy hiếu khí có kiểm soát được
thực hiện bởi nhiều vi sinh vật khác nhau thuộc 2 nhóm ưa ấm và ưa nhiệt, cho
ra sản phẩm là CO2 , nước, khoáng và các chất hữu cơ ổn định.

24


Thông thường thì ủ phân compost được dùng để xử lý chất thải rắn và bán rắn
như phân gia súc, phế phẩm nông nghiêp.
- Mục đích, lợi ích và giới hạn của việc ủ phân compost
Mục đích và thuận lợi của việc ủ phân compost
+ Ổn định chất thải: quá trình sinh học của việc ủ phân compost đã biến đổi các
chất thải hữu cơ thành các chất vô cơ. Các chất này ít gây ô nhiễm khi thải vào
môi trường.
+ Vô hiệu hóa các mầm bệnh, các quá trình sinh nhiệt làm cho nhiệt độ trong
mẻ ủ có khi lên đến 600C. Nếu nhiệt độ này kéo dài được một ngày thì nó đủ để
vô hiệu hóa các vi khuẩn, vi rút, trứng ký sinh trùng gây bệnh. Do đó sản phẩm
ủ compost có thể sử dụng một cách an toàn.
+ Cải tạo đất và cung cấp dưỡng chất cho cây trồng: các chất dinh dưỡng hiên
diện trong chất thải dưới dạng các chất hữu cơ cây trồng khó hấp thu. Sau khi ủ
compost, các chất này sẽ được biến đổi thành các chất vô cơ thích hợp cho cây
trồng hấp thu. Việc bón phân compost cho đất làm giảm qua` trình rửa trôi các
khoáng chất vì các chất này thường ở dạng không hòa tan, nó góp phần giữ nước
làm tơi xốp đất tạo điều kiện cho bộ rễ phát triển.
Những hạn chế của quá trình ủ compost:
Chất lượng của sản phẩm không ổn định để đáp ứng đủ hàm lượng dinh dưỡng

cần thiết của một loại phân bón.
- Các giai đoạn trong quá trình ủ phân compost:
+ Giai đoạn chậm: là thời gian cần thiết để vi sinh vật thích nghi và tạo khuẩn
lạc trong mẻ ủ.
+ Giai đoạn tăng trưởng: nhiệt độ mẻ ỷ tăng do nhiệt sinh ra từ những phản
ứng sinh học và đạt đến giới hạn của vi sinh vật ưa ấm (30-400C).
+ Giai đoạn Thermophilic: ở giai đoạn này nhiệt độ tăng lên đến mức cao nhất,
thích hợp cho sự hoạt động của các vi sinh vật ưa nhiệt. Giai đoạn này thuận lợi
nhất cho việc cố định chất thải và vô hiệu hóa các vi sinh vật gây bệnh.
+ Giai đoạn thuần thục (hay còn gọi là giai đoạn khoáng hóa):ở giai đoạn này
nhiệt độ giảm dần xuống cân bằng với nhiệt độ môi trường. Quá trình lên men
25