ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM o0o CHU THỊ HƯƠNG LY Tên đề tài: ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG DO NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI GIA SÚC VÀ HIỆU QUẢ CỦA MÔ HÌNH HẦM BIOGAS TRÊN ĐỊA BÀN XÃ HOÀNG LÂU, HUYỆN TAM DƯƠNG, TỈNH VĨNH PHÚC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Liên thông Chuyên ngành : Khoa học Môi trường Khoa : Môi trường Khóa học : 2013 – 2015 Thái Nguyên, năm 2014 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên cho phép em được gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám hiệu trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên, Ban Chủ nhiệm khoa Môi trường, các thầy giáo, cô giáo đang giảng dạy trong trường và khoa đã dạy dỗ và truyền đạt những kinh nghiệm quý báu cho em suốt những năm học ngồi trên giảng đường đại học. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo ThS. Hà Đình Nghiêm, người đã tận tâm giúp đỡ em trong suốt thời gian thực tập và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp. Em cũng xin được gửi lời cảm ơn đến Banh lãnh đạo Trung tâm Tài nguyên và bảo vệ môi trường cùng tập thể các cô, các chú, các anh, các chị đang công tác tại phòng Công nghệ môi trường, phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Tam Dương, phòng địa chính – xây dựng xã Hoàng Lâu đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ em tìm hiểu và nghiên cứu tài liệu trong đợt thực tập tốt nghiệp vừa qua. Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè, người thân những người đã luôn theo sát và động viên em trong suốt quá trình theo học vào tạo mọi điều kiện để em hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày … tháng … năm 2014 Sinh Viên Chu Thị Hương Ly DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1. Thành phần của khí sinh học 12 Bảng 2.2. Tốc độ tăng trưởng nông nghiệp Việt Nam hàng năm 20 Bảng 2.3. Số lượng đàn gia súc ở Việt Nam các năm 21 Bảng 2.4. Lượng chất thải hàng ngày của động vật theo% khối lượng cơ thể 22 Bảng 2.5. Lượng phân thải ra ở gia súc, gia cầm hàng ngày 23 Bảng 2.6. Thành phần hoá học của phân lợn từ 70 – 100 kg 24 Bảng 2.7. Tổng lượng nước thải chăn nuôi gia súc giai đoạn 2009 – 2011 25 Bảng 4.1. Tăng trưởng kinh tế giai đoạn 2001– 2010 34 Bảng 4.2. Chuyển dịch cơ cấu kinh tế xã Hoàng Lâu giai đoạn 2005-2010 34 Bảng 4.3. Giá trị sản xuất của ngành chăn nuôi (2011 – 2013) 35 Bảng 4.4. Quy mô chăn nuôi xã Hoàng Lâu qua các năm 37 Bảng 4.5. Hiệu quả xử lý chất thải (tươi) chăn nuôi của các hộ điều tra 38 Bảng 4.6. Tổng lượng phân gia súc, gia cầm thải ra ở xã qua các năm 40 Bảng 4.7. Đặc điểm của nước thải chăn nuôi gia súc của các cơ sở chăn nuôi trên địa bàn xã 41 Bảng 4.8. Chất lượng môi trường không khí khu vực chăn nuôi 43 Bảng 4.9. Vị trí các điểm lấy mẫu nước mặt 44 Bảng 4.10. Kết quả phân tích chất lượng nguồn nước mặt 44 Bảng 4.11. Số lượng hầm biogas được hỗ trợ xây dựng xã Hoàng Lâu 46 giai đoạn 2006 – 2010 46 Bảng 4.12. Một số ý kiến của hộ về sử dụng hầm biogas 48 Bảng 4.13. Vị trí các điểm lấy mẫu nước thải 56 Bảng 4.14. Kết quả phân tích các chỉ tiêu nước thải trước và sau hầm biogas 57 DANH MỤC HÌNH Hình 2.1: Cấu tạo hầm biogas 14 Hình 2.2. Sơ đồ các bước của quá trình tạo khí metan 15 Hình 2.3. Mười nước có sản lượng lợn lớn nhất thế giới năm 2009 (con) 19 Hình 4.1. Tình hình phát triển số lượng hầm biogas được hỗ trợ của các dự án qua các năm ở xã Hoàng Lâu 46 Hình 4.2. Sản lượng khí của các hộ điều tra 41 Hình 4.3. Các thiết bị sử dụng khí biogas hay hỏng 50 Hình 4.4. Lợi thế của việc xây dựng hầm biogas 50 Hình 4.5. Cơ cấu khoản tiền tiết kiệm được của các hộ sử dụng hầm biogas 52 Hình 4.6. Hàm lượng TSS trước và sau hầm biogas 58 Hình 4.7. Hàm lượng BOD5 trước và sau hầm biogas 59 Hình 4.8. Hàm lượng COD trước và sau hầm biogas 59 Hình 4.9. Hàm lượng tổng N trước và sau hầm biogas 60 Hình 4.10. Hàm lượng tổng P trước và sau hầm biogas 60 Hình 4.11. Tổng số coliform của nước thải trước và sau hầm biogas 61 Hình 4.12. Đánh giá của người dân về mùi gas khi sử dụng hầm biogas 63 Hình 4.13. Khó khăn khi xây dựng hầm biogas 68 DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT BQ Bình quân ĐBSH Đồng bằng sông Hồng ĐHNN Đại học Nông nghiệp Hà Nội ĐVT Đơn vị tính KSH Khí sinh học FAO Tổ chức nông lâm thế giới LPG Khí hóa lỏng MPN Mật độ vi khuẩn NN&PTNT Nông nghiệp và phát triển nông thôn NPV Giá trị hiện tại thuần TN&MT Tài nguyên và Môi trường TP Thành phố TCCP Tiêu chuẩn cho phép UBND Uỷ ban nhân dân VAC Vườn ao chuồng VSV Vi sinh vật MỤC LỤC PHẦN 1: MỞ ĐẦU 9 1.1. Tính cấp thiết của đề tài 9 1.2. Mục đích và yêu cầu của đề tài 10 1.2.1. Mục đích 10 1.2.2. Yêu cầu 11 1.3. Ý nghĩa của đề tài 11 1.3.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học 11 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn 11 PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 12 2.1. Cơ sở khoa học của đề tài 12 2.1.1. Khái niệm và thành phần biogas sinh học 12 2.1.1.1 Khái niệm 12 2.1.1.2 Thành phần 12 2.1.2. Tính chất của khí sinh học 13 2.1.3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của biogas sinh học 14 2.1.4. Nguyên liệu để sản xuất khí sinh học 16 2.2. Cơ sở pháp lý của đề tài 17 2.3. Tình hình chăn nuôi và sử dụng công nghệ biogas trên thế giới và Việt Nam18 2.3.1. Tình hình chăn nuôi trên thế giới và ở Việt Nam 18 2.3.1.1 Tình hình chăn nuôi 18 2.3.1.2. Tình hình phế thải của ngành chăn nuôi ở Việt Nam 21 2.3.2. Lịch sử phát triển của công nghệ biogas 26 PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG,NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 29 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 29 3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu 29 3.3. Nội dung nghiên cứu 29 3.4. Phương pháp nghiên cứu 30 PHẦN 4: KẾT QUẢ ĐẠT NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 31 4.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội xã Hoàng Lâu 31 4.1.1.Điều kiện tự nhiên 31 4.1.1.1. Vị trí địa lý 31 4.1.1.2. Địa hình, địa mạo 31 4.1.1.3. Khí hậu 31 4.1.1.4. Thủy văn 32 4.1.2. Các nguồn tài nguyên 32 4.1.2.1. Tài nguyên đất 32 4.1.2.2. Tài nguyên nước 32 4.1.2.3. Tài nguyên khoáng sản 33 4.1.3. Điều kiện kinh tế – xã hội 33 4.2. Tình hình phát triển chăn nuôi và thực trạng môi trường khu vực chăn nuôi xã Hoàng Lâu. 35 4.2.1 Tình hình phát triển chăn nuôi trên địa bàn xã 35 4.2.2. Công tác quản lý chất thải chăn nuôi ở nông hộ và áp lực của chất thải chăn nuôi đến môi trường 37 4.2.2.1. Công tác quản lý chất thải chăn nuôi ở nông hộ 37 4.2.2.2. Áp lực của chất thải chăn nuôi ở xã Hoàng Lâu đến môi trường 39 4.2.3.Thực trạng môi trường khu vực chăn nuôi 42 4.2.3.1. Môi trường không khí 42 4.2.3.2. Môi trường nước 43 4.3. Tình hình phát triển, vận hành và hiệu quả của hầm biogas ở nông hộ. 45 4.3.1. Tình hình phát triển mô hình hầm biogas trên địa bàn xã 45 4.3.2.Công tác vận hành hầm biogas ở nông hộ 47 4.3.3. Đánh giá hiệu quả của mô hình hầm biogas 50 4.3.3.1. Hiệu quả kinh tế 50 4.3.3.2. Hiệu quả xã hội 53 4.3.3.3. Đánh giá hiệu quả môi trường của việc xây dựng hầm biogas 55 4.3.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến việc phát triển mô hình hầm biogas trên địa bàn xã 66 4.3.4.1. Các thuận lợi của các hộ khi sử dụng hầm Biogas 66 4.3.4.2. Khó khăn khi áp dụng hầm khí biogas 67 4.4 Giải pháp bảo vệ môi trường trong chăn nuôi trên địa bàn xã Hoàng Lâu 71 4.4.1. Giải pháp chung 71 4.4.2. Giải pháp cụ thể 72 PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 75 5.1. Kết luận 75 5.2. Kiến nghị 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 PHỤ LỤC 80 PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1.1. Tính cấp thiết của đề tài Chăn nuôi là hình thức phổ biến ở các địa phương trong cả nước đặc biệt là khu vực nông thôn, trong đó có tỉnh Vĩnh Phúc. Chăn nuôi là một trong hai lĩnh vực quan trọng trong nền nông nghiệp (chăn nuôi, trồng trọt), nó không những đáp ứng nhu cầu thực phẩm cho tiêu dùng hàng ngày của mọi người dân trong xã hội mà còn là nguồn thu nhập quan trọng của hàng triệu người dân hiện nay. Hoàng Lâu là xã thuộc huyện Tam Dương tỉnh Vĩnh Phúc có dân số nông thôn chiếm tỉ lệ cao (chiếm tới 90%). Chăn nuôi ngày càng chiếm vai trò chủ đạo trong cơ cấu nông nghiệp của tỉnh nói chung và của huyện nói riêng. Tuy nhiên, hiện nay trên địa bàn xã hình thức chăn nuôi phổ biến vẫn theo quy mô hộ gia đình. Việc chăn nuôi nhỏ lẻ trong nông hộ nhất là trong khu vực dân cư đã gây ra tình trạng ô nhiễm môi trường ngày càng trầm trọng. Bên cạnh những thành quả kinh tế đem lại không thể phủ nhận của chăn nuôi, vấn đề vệ sinh môi trường chăn nuôi và hệ luỵ của chúng tới môi trường, nguy cơ lây lan dịch bệnh và ảnh hưởng tới sức khoẻ của dân cư sống gần nguồn thải, làm giảm sức đề kháng vật nuôi, tăng tỷ lệ mắc bệnh, giảm năng suất và hiệu quả kinh tế Sức đề kháng của gia súc giảm sút sẽ là nguy cơ gây nên bùng phát dịch bệnh. Chất thải chăn nuôi khi thải ra bị tích tụ bốc mùi hôi thối, lắng đọng gây ách tắc dòng chảy, chất thải theo nguồn nước ngấm xuống nguồn nước ngầm làm ô nhiễm nguồn nước sinh hoạt của người dân.Vì vậy, phải có các giải pháp tăng cường việc làm trong sạch môi trường chăn nuôi, kiểm soát, xử lý chất thải, giữ vững được an toàn sinh học, tăng cường sức khỏe các đàn giống. Xuất phát từ yêu cầu đó, một số dự án, chương trình được triển khai tại xã nhằm giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi được tiến hành trong đó có các dự án hỗ trợ xây dựng hầm biogas xử lý chất thải chăn nuôi được triển khai. Tuy nhiên, việc quản lý, vận hành và sử dụng hầm biogas như thế nào để đạt hiệu quả cao nhất, vừa đem lại lợi ích về kinh tế vừa xử lý được chất thải, không gây ô nhiễm môi trường thứ cấp đang là vấn đề khó khăn đối với của người dân. Ở xã Hoàng Lâu, vấn đề môi trường nói chung và trong chăn nuôi nói riêng thì môi trường mới chỉ được quan tâm trong vài năm trở lại đây khi mà sự phát triển chăn nuôi hàng hoá ngày càng gia tăng và dân số phát triển mạnh thu nhỏ khoảng cách giữa chuồng trại và khu dân cư. Môi trường và phát triển hiện nay là hai vấn đề không thể tách rời nhau. Sự phát triển nhanh chóng của ngành chăn nuôi gia súc đang đe doạ môi trường sống của chúng ta. Việc thải ra các loại chất thải đa dạng, độc hại đã và đang là mối đe doạ lớn cho hệ sinh thái và con người đồng thời làm cho nó trở nên bức bách và cần thiết phải có biện pháp khắc phục. Bất kỳ hộ chăn nuôi nào đều phải có trách nhiệm xử lý nguồn chất thải trước khi xả ra môi trường. Xuất phát từ những vấn đề thực tế trên, được sự phân công của ban chủ nhiệm Khoa Môi Trường dưới sự hướng dẫn của thầy giáo: Th.S.Hà Đình Nghiêm, tôi thực hiện đề tài: “Đánh giá tình hình ô nhiễm môi trường do nước thải chăn nuôi gia súc và hiệu quả của mô hình hầm biogas trên địa bàn xã Hoàng Lâu, huyện Tam Dương, tỉnh Vĩnh Phúc”. 1.2. Mục đích và yêu cầu của đề tài 1.2.1. Mục đích - Đánh giá tổng quan tình hình ô nhiễm môi trường do nước thải chăn nuôi gia súc trên địa bàn xã hiện nay. Xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ công tác quản lý môi trường. [...]... ỏnh giỏ c tỡnh hỡnh hỡnh ụ nhim mụi trng do nc thi chn nuụi gia sỳc v hiu qu ca mụ hỡnh hm biogas quy mụ h gia ỡnh t ú bit c nhng thun li v khú khn ca ngi dõn khi s dng hm biogas v a ra mt s gii phỏp nhm gim thiu ụ nhim mụi trng do cht thi thi chn nuụi PHN 2 TNG QUAN TI LIU 2.1 C s khoa hc ca ti 2.1.1 Khỏi nim v thnh phn biogas sinh hc 2.1.1.1 Khỏi nim Cụng ngh biogas l cụng ngh s dng cỏc quỏ trỡnh... NO2,N2O, NO, H2S, indol, schatol mecaptanv hng lot cỏc khớ gõy mựi khỏc iu kin bỡnh thng, cỏc cht bi tit t gia sỳc, gia cm nh phõn v nc tiu nhanh chúng b phõn gii to ra nhiu cht khớ cú kh nng gõy c cho ngi v vt nuụi (Bựi Hu on, 2011) [2] Ting n trong chn nuụi thng gõy nờn bi hot ng ca gia sỳc, gia cm hay ting n sinh ra t hot ng ca cỏc mỏy cụng c s dng trong chn nuụi Ting n t gia sỳc, gia cm l nhng õm... thi (phõn v nc tiu) ca gia sỳc, gia cm v cht thi ca ngi, Cỏc loi cht thi ny ó c x lý s b trong b mỏy tiờu hoỏ ca ng vt nờn d phõn gii v nhanh chúng to khớ sinh hc Tuy vy, thi gian phõn gii ca phõn di (khong 2 3 thỏng), tng sn lng khớ thu c t 1 kg phõn khụng ln Cht thi ca gia sỳc nh trõu, bũ, ln phõn gii nhanh hn cht thi ca gia cm v cht thi ca ngi, nhng sn lng khớ ca cht thi gia cm v cht thi ngi li... qu kinh t - mụi trng, lng hoỏ c li ớch chi phớ m biogas mang li - xut cỏc gii phỏp ci thin cht lng mụi trng chn nuụi, s dng tit kim nng lng, phỏt trin h thng hm biogas trong thi gian ti, nõng cao nhn thc cho ngi dõn trong qun lý, vn hnh v s dng hm biogas 1.2.2 Yờu cu - iu tra tỡnh hỡnh chn nuụi gia sỳc trờn a bn xó - ỏnh giỏ, phõn tớch hiu qu ca hm biogas - xut gii phỏp bo v mụi trng trong chn nuụi... cụng ngh biogas tr nờn ni ting v c ún nhn mi ni Cho n thi im ny ó cú khong 20.000 b biogas trờn phm vi c nc, trong ú cú 12.000 b nha Tuy nhiờn, so vi t l nụng thụn chim ti 75% dõn s Vit Nam (80 triu ngi) thỡ s lng b Biogas ny vn cũn khiờm tn T nm 1993 n 2003 cụng ngh bt u c phỏt trin mnh m vi nhiu kiu biogas mi Thit b dng tỳi do P.E theo mu ca Colombia c phỏt trin nh d ỏn SAREC-S2-VIE22 do Vin chn... trin, giai on 2001 2005 t 13,3%/nm; n giai on 2006 2010, tng trng giỏ tr sn xut tng mnh, t 22,82%/nm Tng trng giỏ tr sn xut ca xó khụng ng u gia ba lnh vc kinh t Trong ú tng nhanh nht l lnh vc dch v vi 28,63%/nm, chm nht l khu vc nụng - lõm thu sn vi 6,9%/nm Tỡnh hỡnh tng trng kinh t ca xó Hong Lõu th hin qua Bng 4.1: Bng 4.1 Tng trng kinh t giai on 2001 2010 2001 - 2005 2006 2010 VT Tam Hong Tam. .. thi ra gia sỳc, gia cm hng ngy Phõn ti Tng cht rn Loi gia sỳc, gia cm (kg/ngy) (% ti) Bũ sa (500kg) Bũ tht (400kg) Ln nỏi (200kg) Ln tht (50kg) Cu G tõy G G tht 35 13 25 13 16 9 3,3 9 3,9 32 0,4 25 0,12 25 0,1 21 (Ngun: Giỏo trỡnh qun lý cht thi chn nuụi, HNN) Theo B NN&PTNT (2013), nu vi mc thi trung bỡnh 1,5 kg phõn ln/con/ngy; 15kg phõn trõu, bũ/con/ngy; 0,5kg phõn dờ/con/ngy v 0,2 kg phõn gia cm/con/ngy... s chuyn húa thnh CH4 v CO2 nh hot ng ca vi khun metan õy l giai on quan trng nht ca ton b quỏ trỡnh Trong quỏ trỡnh phõn hy s xut hin cỏc bt khớ H2S nh v tớch ly mt phn nh trong thnh phn khớ biogas Khớ H2S c sinh ra trong giai on thy phõn khi cỏc vi sinh vt b góy amino axit methionine thit yu Trong giai on metan húa, H2S cng tip tc c sinh ra do cỏc nhúm vi sinh vt kh sunfat khỏc nhau s dng axit bộo... ngh biogas b suy gim do giỏ thnh ca nhiờn liu to ra thp v do gp phi mt s vn k thut vi b biogas Mi quan tõm ny ch thc s c phc hi vo nhng nm 1990, c ỏnh du bi mt s cụng trỡnh: + Chng trỡnh AgSTAR ca M v x lý cht thi v sn xut nng lng: kt qu l 75 h thng cho cỏc tri nuụi ln v tri sn xut b sa + D ỏn NCSU Smithfield, nm 2001 trang tri Barham v khụi phc ti nguyờn sinh hc - X lý cht thi chn nuụi ln bng biogas. .. khai chng trỡnh phỏt trin biogas, thụng qua cỏc hot ng: Xõy dng mụ hỡnh trỡnh din, tp hun o to cỏn b k thut cho a phng, h tr k thut cho cỏc gia ỡnh nụng dõn xõy dng hm biogas Nm 1996, chng trỡnh v sinh mụi trng v nc sch quc gia ó phỏt ng phong tro biogas, hng trm b biogas bng cỏc loi vt liu khỏc nhau nh gch, xi mng, composite ó c lp t mt s tnh nh H Tõy, Nam nh Loi b composite cú nhiu u im, tuy nhiờn . TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM o0o CHU THỊ HƯƠNG LY Tên đề tài: ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG DO NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI GIA SÚC VÀ HIỆU QUẢ CỦA MÔ HÌNH HẦM BIOGAS TRÊN ĐỊA BÀN XÃ HOÀNG. hiệu quả của mô hình hầm biogas trên địa bàn xã Hoàng Lâu, huyện Tam Dương, tỉnh Vĩnh Phúc . 1.2. Mục đích và yêu cầu của đề tài 1.2.1. Mục đích - Đánh giá tổng quan tình hình ô nhiễm môi trường. thiểu ô nhiễm môi trường ở nông thôn trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc giai đoạn 2006 – 2010. 2.3. Tình hình chăn nuôi và sử dụng công nghệ biogas trên thế giới và Việt Nam 2.3.1. Tình hình chăn nuôi