Thực trạng ô nhiễm nước thải chăn nuôi tại thành phố Thái Nguyên và biện pháp xử lí bằng thực vật thủy sinh

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
------------------------

NGUYỄN THỊ HỒNG NHUNG

Tên đề tài:

Thực trạng ô nhiễm nƣớc thải chăn nuôi tại thành phố
Thái Nguyên và biện pháp xử lí bằng thực vật thủy sinh
CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG
MÃ SỐ: 60

85 02

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Thế Hựng
TS. Vũ Thị Thanh Thuỷ

THÁI NGUYấN - 2011

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




Lời cảm ơn
Trong quá trình học tập tại khoa Sau Đại học, Trường Đại học Nông
Lâm Thái Nguyên tôi đã được các thầy cô giáo truyền đạt những kiến thức cơ
bản nhất để có thể đem những kiến thức đã được học ở trường góp một phần

công sức của mình vào xây dựng đất nước.
Xuất phát từ nguyện vọng của bản thân, được sự nhất trí của Trường Đại
học Nông Lâm, Đại học Thái Nguyên, khoa Sau Đại học và dưới sự hướng dẫn
của PGS.TS. Nguyễn Thế Hùng và TS. Vũ Thị Thanh Thuỷ đã cho phép, tạo
điều kiện, hướng dẫn tôi thực hiện và hoàn thành bản khoá luận này.
Trước tiên, tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Nông
Lâm, Đại học Thái Nguyên, khoa Sau Đại học, PGS.TS. Nguyễn Thế Hùng và
TS. Vũ Thị Thanh Thuỷ đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, động viên khuyến khích
và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập cũng như hoàn thành bản khoá luận.
Xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo các cơ quan phối hợp: Viện Khoa học
Sự Sống - Đại học Thái Nguyên, Chi cục môi trường - Sở TN&MT tỉnh Thái
Nguyên, Trung tâm Kkhí tượng thuỷ văn Thành phố Thái Nguyên, Sở Nông
nghiệp và phát triển nông thôn tỉnh Thái Nguyên, Tổng cục Thống kê tỉnh Thái
Nguyên đã phối hợp thực hiện, tạo điều kiện, giúp đỡ tôi thực hiện đề tài.
Tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của quí thầy cô và các
bạn học viên để đề tài của tôi được hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên ngày 08 tháng 9 năm 2011
Học viên

Nguyễn Thị Hồng Nhung

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




DANH MỤC CÁC CỤM TỪ, CÁC TỪ VIẾT TẮT
1

BOD5

Nhu cầu ôxi sinh hoá

2

COD

Nhu cầu ôxi hoá học

3

ĐHNLTN

Đại học Nông Lâm Thái Nguyên

4

TN&MT

Tài nguyên và Môi trường

5

TVTS

Thực vật thủy sinh

6

TTTHTN

Trung tâm thực hành thực nghiệm

7

TT

Trang trại

8

TCCP

Tiêu chuẩn cho phép

9

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

10

TSS

Tổng chất rắn lơ lửng

11

BVMT

Bảo vệ môi trường

12

TPTN

Thành phố Thái Nguyên

13

UBND

Uỷ ban nhân dân

14

ÔNMT

Ô nhiễm môi trường

15

NN&PTNT

Nông nghiệp và Phát triển nông thôn

16

VSV

Vi sinh vật

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang

Bảng 2.1. Các thông số đánh giá chất lượng nước thải...............................................5
Bảng 2.2. Số trang trại phân theo địa phương .............................................................7
Bảng 2.3. Giá trị sản xuất nông nghiệp theo giá thực tế phân theo ngành hoạt động ......8
Bảng 2.4. Số lượng gia súc, gia cầm của Việt Nam....................................................9
Bảng 2.5. Qui mô chăn nuôi lợn nái của Việt Nam năm 2003 .................................11
Bảng 2.6. Qui mô chăn nuôi lợn thịt của Việt Nam năm 2003 .................................12
Bảng 2.7. Tổng số lượng lợn qua các năm ................................................................13
Bảng 2.8. Số trang trại phân theo huyện, thành phố, thị xã, tỉnh Thái Nguyên .......14
Bảng 2.9. Số lượng thịt lợn hơi xuất chuồng phân theo huyện, thành phố, thị xã
tỉnh Thái Nguyên .......................................................................................18
Bảng 2.10. Một số thủy sinh thực vật tiêu biểu ........................................................20
Bảng 2.11. Nhiệm vụ của thuỷ sinh thực vật trong các hệ thống xử lí .....................20
Bảng 3.1. Các phương pháp bảo quản mẫu trước khi đem phân tích .......................46
Bảng 3.2. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu hoá học trong nước thải ...................46
Bảng 4.1. Nhiệt độ và độ ẩm trung bình tháng trong năm 2010 tại thành phố
Thái Nguyên ..............................................................................................50
Bảng 4.2. Số lượng lợn phân theo huyện, thành phố, thị xã tỉnh Thái Nguyên .................59
Bảng 4.3. Số trang trại chăn nuôi phân theo đầu lợn tại thành phố Thái Nguyên ...61

Bảng 4.4. Số trang trại và số lượng lợn phân theo phường/ xã tại thành phố
Thái Nguyên năm 2010 .............................................................................62
Bảng 4.5. Tình hình ứng dụng các phương pháp xử lí chất thải tại các trang trại
ở thành phố Thái Nguyên năm 2010 .........................................................64
Bảng 4.6. Thực trạng môi trường và xử lí nước thải tại các trang trại chăn nuôi
tại thành phố Thái Nguyên năm 2011 .......................................................66
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




Bảng 4.7. Qui mô một số trang trại chăn nuôi lợn tại thành phố Thái Nguyên
năm 2010 ...................................................................................................67
Bảng 4.8. Kết quả phân tích một số chỉ tiêu nước thải tại một số trang trại ở
thành phố Thái Nguyên năm 2010 ............................................................70
Bảng 4.9. Sinh trưởng của thực vật thủy sinh trong thí nghiệm ...............................72
Bảng 4.10. Một số chỉ tiêu của nước thải chăn nuôi sau 3 tuần xử lí bằng thực
vật thuỷ sinh ..............................................................................................74
Bảng 4.11. Một số chỉ tiêu của nước thải chăn nuôi sau 6 tuần xử lí bằng thực
vật thuỷ sinh ..............................................................................................77

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang

Hình 2.1. Sơ đồ tổng quát xử lý nước thải giàu chất hữu cơ sinh học ......................25

Hình 4.1. Biểu đồ tỉ lệ số đầu lợn qua các năm của thành phố Thái Nguyên so
với các huyện .............................................................................................60
Hình 4.2. Biểu đồ số trang trại chăn nuôi phân theo số đầu lợn tại thành phố
Thái Nguyên ..............................................................................................61
Hình 4.3. Biểu đồ tỉ lệ số lượng trang trại lợn phân theo phường, xã tại thành
phố Thái Nguyên năm 2010 ......................................................................63
Hình 4.4. Biểu đồ tỷ lệ ứng dụng các phương pháp xử lí chất thải tại các trang
trại ở thành phố Thái Nguyên năm 2010 ...................................................65
Hình 4.5. Hàm lượng P tổng số trong nước thải chăn nuôi sau 3 tuần xử lí bằng
thực vật thuỷ sinh ......................................................................................76
Hình 4.6. Hàm lượng N tổng số trong nước thải chăn nuôi sau 3 tuần xử lí
bằng thực vật thủy sinh..............................................................................76
Hình 4.7. Hàm lượng N tổng số của nước thải chăn nuôi sau 6 tuần xử lí bằng
thực vật thủy sinh ......................................................................................79
Hình 4.8. Hàm lượng Coliform trong nước thải chăn nuôi sau 6 tuần xử lí bằng
thực vật thủy sinh ......................................................................................79
Hình 4.9. Mô hình đề xuất ứng dụng sử dụng thực vật thuỷ sinh vào xử lý nước
thải chăn nuôi lợn ......................................................................................81

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




MỤC LỤC
Trang

PHẦN 1: MỞ ĐẦU....................................................................................................1
1.1. Đặt vấn đề .........................................................................................................1
1.2. Mục tiêu của đề tài ............................................................................................3

1.3. Yêu cầu của đề tài .............................................................................................3
1.4. Ý nghĩa của đề tài .............................................................................................3
PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .........................................................................4
2.1. Cơ sở khoa học về chăn nuôi trang trại ...........................................................4
2.1.1. Khái niệm về ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi trang trại ...................4
2.1.2. Nguồn gốc phát sinh ô nhiễm môi trường nước trong hoạt động chăn nuôi.......4
2.1.3. Thành phần, tính chất của nước thải chăn nuôi .........................................5
2.2. Tình hình nghiên cứu ở trong nước ..................................................................6
2.2.1. Tình hình ô nhiễm môi trường chất thải chăn nuôi tại Việt Nam ..............6
2.2.2. Tình hình ô nhiễm môi trường trong các trại chăn nuôi tỉnh Thái Nguyên ......13
2.3. Các loài thực vật thuỷ sinh chính ...................................................................19
2.3.1. Bèo tây .....................................................................................................21
2.3.2. Bèo cái ......................................................................................................21
2.3.3. Rau ngổ ....................................................................................................22
2.3.4. Rau muống ...............................................................................................23
2.4. Các nghiên cứu trên thế giới và trong nước về xử lý nước thải chăn nuôi ...........23
2.4.1. Các nước trên thế giới ..............................................................................24
2.4.2. Ở Việt Nam ..............................................................................................25
2.4.3. Các phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi lợn .....................................26
2.5. Khả năng và cơ chế xử lý nước thải chăn nuôi bằng thực vật thủy sinh ............33
2.6. Một số nghiên cứu sử dụng thực vật thủy sinh trong xử lí nước thải .............36
2.7. Cơ sở pháp lý có liên quan .............................................................................41
PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU......43
3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ..................................................................43
3.1.1. Đối tượng nghiên cứu...............................................................................43
3.1.2. Phạm vi nghiên cứu ..................................................................................43
3.1.3. Địa điểm thực hiện của đề tài ...................................................................43
3.1.4. Thời gian tiến hành ..................................................................................43
3.2. Nội dung .........................................................................................................43
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

3.2.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội thành phố Thái Nguyên .....43
3.2.2. Đánh giá hiện trạng ô nhiễm trong nước thải của một số trang trại
chăn nuôi khu vực Thành phố Thái Nguyên ...........................................43
3.2.3. Nghiên cứu phương pháp xử lí ô nhiễm nước thải chăn nuôi bằng
thực vật thủy sinh .....................................................................................43
3.3. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................44
3.3.1. Đánh giá hiện trạng ô nhiễm trong nước thải của một số trang trại
chăn nuôi khu vực Thành phố Thái Nguyên ...........................................44
3.3.2. Nghiên cứu phương pháp xử lí ô nhiễm nước thải chăn nuôi bằng
thực vật thủy sinh .....................................................................................44
3.3.3. Phương pháp lấy mẫu và phân tích ..........................................................45
PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU.....................................................................47
4.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội thành phố Thái Nguyên ............47
4.1.1. Điều kiện tự nhiên ....................................................................................47
4.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội .........................................................................52
4.2. Thực trạng xử lí nước thải chăn nuôi lợn tập trung tại thành phố Thái Nguyên ...59
4.2.1. Thực trạng chăn nuôi lợn tại thành phố Thái Nguyên .............................59
4.2.2. Thực trạng xử lí nước thải chăn nuôi lợn tại thành phố Thái Nguyên .....63
4.2.3. Thực trạng ô nhiễm nước thải chăn nuôi lợn của một số trang trại tại
thành phố Thái Nguyên ...........................................................................65
4.3. Nghiên cứu khả năng xử lí nước thải chăn nuôi bằng thực vật thủy sinh ...........72
4.3.1. Khả năng sinh trưởng của thực vật thủy sinh trong nước thải chăn nuôi .....72
4.3.2. Khả năng xử lí nước thải chăn nuôi bằng thực vật thủy sinh...................73
4.3.3. Những thuận lợi và khó khăn khi xử lí nước thải chăn nuôi bằng thực
vật thủy sinh .............................................................................................80
4.3.4. Đề xuất giải pháp áp dụng vào thực tiễn ..................................................81

PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................82
5.1. Kết luận ...........................................................................................................82
5.2. Kiến nghị ........................................................................................................83
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................84
PHỤ LỤC

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




1

PHẦN 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Trong những năm trở lại đây, môi trường toàn cầu có những biến đổi theo
chiều hướng xấu đi đối với cuộc sống con người và các sinh vật trên trái đất. Do
đó vấn đề phát triển bền vững và bảo vệ môi trường đang được sự quan tâm đặc
biệt của phần lớn các quốc gia trên thế giới, cũng như của các tổ chức chính phủ
và phi chính phủ. Vì vậy mục tiêu phấn đấu của cả nhân loại là phát triển bền
vững nhằm đảm bảo cân bằng giữa phát triển bền vững và bảo vệ môi trường.
Hiện nay tại Việt Nam tình trạng ô nhiễm môi trường đang ngày càng trở
nên nghiêm trọng, khi người dân đô thị phải đối mặt với tình trạng tồn ứ rác thải
sinh hoạt, công nghiệp, ô nhiễm nước thải, ô nhiễm không khí do khói bụi,….thì
người dân ở khu vực nông thôn lại phải sống chung với tình trạng ô nhiễm môi
trường do thuốc trừ sâu, hoá chất bảo vệ thực vật, rác thải nông nghiệp…
Ngành Nông nghiệp, trong đó có ngành chăn nuôi, chủ yếu là gia súc,
gia cầm đã và đang thải ra môi trường một lượng lớn nước thải. Năm 2008 cả
nước có tổng 120.699 trang trại, đến năm 2009 đã tăng lên 135.437 trang trại.

Nguồn nước thải chăn nuôi là một nguồn nước thải có chứa nhiều hợp chất
hữu cơ, virus, vi trùng, trứng giun sán… Nguồn nước này có nguy cơ gây ô
nhiễm các tầng nước mặt, nước ngầm và trở thành nguyên nhân trực tiếp phát
sinh dịch bệnh cho đàn gia súc. Đồng thời nó có thể lây lan một số bệnh cho
con người và ảnh hưởng đến môi trường xung quanh vì nước thải chăn nuôi
còn chứa nhiều mầm bệnh như: Samonella, Leptospira, Clostridium tetani,…
nếu không xử lý kịp thời. Bên cạnh đó còn có nhiều loại khí được tạo ra bởi
hoạt động của vi sinh vật như NH3, CO2, CH4, H2S, . . . Các loại khí này có thể
gây nhiễm độc không khí. Chất ô nhiễm trong nước thải chủ yếu là nitrat (NO3-)
và photphoris (PO4-) các chất này trong nước thải chăn nuôi thường ở dạng hoà
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




2

tan nên rất khó tách chúng khỏi nước thải. Các chỉ số đại diện chất hữu cơ như
BOD, COD, các chỉ số Ecoli, Coliform trong nước thải chăn nuôi đa số đều
vượt quá tiêu chuẩn cho phép gấp nhiều lần làm ảnh hưởng đến đời sống con
người và hệ sinh thái. Chính vì vậy mà việc thiết kế hệ thống xử lý nước thải
cho các trại chăn nuôi lợn là một hoạt động hết sức cần thiết.
Tỉnh Thái Nguyên đã và đang có sự phát triển vượt bậc trong sản xuất,
giáo dục, kinh tế và văn hoá xã hội. Tuy nhiên, bên cạnh quá trình phát triển
kinh tế, tỉnh Thái Nguyên cũng là nơi tập trung rất nhiều trang trại chăn nuôi có
qui mô lớn. Vì thế lượng nước thải thải ra cũng rất lớn gây ô nhiễm nguồn nước
mặt, nước ngầm, ô nhiễm đất….
Để hạn chế mức độ ô nhiễm môi trường từ nước thải chăn nuôi, một số
giải pháp được đưa ra như xây dựng hầm khí sinh học bioga….Tuy nhiên
phương pháp này khá tốn kém đối với những hộ gia đình chưa có điều kiện về

mặt kinh tế, đồng thời sẽ là nguy hiểm với những hộ gia đình chưa có những
hiểu biết đầy đủ về qui trình sử dụng hầm bioga.
Ở một số nước phát triển, các nhà khoa học đã nghiên cứu và ứng dụng
thành công các phương pháp hiếu khí, kị khí và sử dụng thực vật thủy sinh.
Ưu thế của việc xử lí nước thải bằng biện pháp sinh học là đơn giản, tiết kiệm,
tận dụng được nguồn sinh vật sẵn có trong môi trường và hạn chế đến mức tối
đa các ảnh hưởng tiêu cực tới môi trường trong quá trình xử lí.
Đã từ lâu, thực vật thủy sinh đã rất quen thuộc với nhân dân ta vì chúng
được sử dụng phổ biến trong chăn nuôi cũng như làm phân bón. Từ những
năm 1970, điển hình là bèo tây và bèo cái đã được một số nước trên thế giới
nghiên cứu sử dụng cho quá trình xử lí nước thải sinh hoạt cũng như nước
thải công nghiệp và đã mang lại những kết quả khả quan. Trong hệ thống này,
vai trò của thực vật thủy sinh không chỉ tham gia làm giảm thiểu ô nhiễm hữu
cơ mà còn giữ vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu nitơ và phôtpho trong
nước thải mà các phương pháp khác khó thực hiện được hoặc rất tốn kém.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....

data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....



data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....

data error !!! can't not
read....

data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....

data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....

data error !!! can't not
read....