ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA MÔI TRƯỜNG *** LÊ THỊ HỒNG NHUNG ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG MÔ HÌNH NÔNG NGHIỆP KHÔNG CHẤT THẢI TẠI XÃ GIAO LẠC, HUYỆN GIAO THỦY, TỈNH NAM ĐỊNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÀ NỘI - 2015 i ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA MÔI TRƯỜNG *** LÊ THỊ HỒNG NHUNG ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG MÔ HÌNH NÔNG NGHIỆP KHÔNG CHẤT THẢI TẠI XÃ GIAO LẠC, HUYỆN GIAO THỦY, TỈNH NAM ĐỊNH Chuyên ngành: Khoa học Môi trường Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Thị Hoàng Liên Hà Nội - 2015 ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin trân trọng cảm ơn: TS Nguyễn Thị Hoàng Liên, tận tình hướng dẫn, giúp đỡ suốt trình nghiên cứu hoàn thành luận văn thạc sĩ Các thầy cô giáo khoa Môi trường, Trường Đại học KHTN - ĐH Quốc gia Hà Nội giúp hoàn thành chương trình học luận văn Ủy ban nhân dân xã Giao Lạc người dân xã Giao Lạc, huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định giúp trình nghiên cứu đề tài Cuối cùng, xin bày tỏ tình cảm lòng biết ơn chân thành tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp tận tình giúp đỡ, động viên suốt thời gian qua Tôi xin chân thành cảm ơn tất giúp đỡ quý báu Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Người thực Lê Thị Hồng Nhung iii MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC HÌNH v DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT vii MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 4.1 Ý nghĩa khoa học 4.2 Ý nghĩa thực tiễn Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan mô hình nông nghiệp không chất thải 1.1.1 Định nghĩa mô hình nông nghiệp không chất thải 1.1.2 Mục tiêu mô hình không chất thải nông nghiệp 1.1.3 Tiêu chí mô hình không chất thải 1.2 Tổng quan chất thải nông nghiệp 1.2.1 Tổng quan chất thải chăn nuôi 1.2.2 Tổng quan chất thải trồng trọt 1.3 Tổng quan phương pháp xử lý chất thải nông nghiệp 1.3.1 Xử lý chất thải chăn nuôi 1.3.2 Xử lý chất thải trồng trọt 13 1.4 Tổng quan công nghệ trồng nấm rơm từ rơm rạ 14 1.4.1 Tổng quan nấm rơm 14 1.4.1.1 Đặc tính sinh học 14 1.4.1.2 Đặc điểm hình thái 15 i 1.4.2 Tổng quan công nghệ trồng nấm rơm từ rơm rạ 16 1.4.2.1 Thời vụ trồng nấm rơm 16 1.4.2.2 Nguyên liệu 16 1.4.2.3 Chọn meo giống 16 1.4.2.4 Xử lý nguyên liệu 17 1.4.2.5 Cách chất mô 17 1.4.2.6 Cách cấy meo 18 1.4.2.7 Chăm sóc mô nấm cấy giống 18 1.4.2.8 Cách thu hái nấm 19 1.4.3 Cách phòng trừ bệnh cho nấm rơm 20 1.4.3.1 Bệnh sinh lý 20 1.4.3.2 Bệnh nhiễm 20 1.5 Tổng quan khu vực nghiên cứu 21 1.5.1 Điều kiện tự nhiên xã Giao Lạc, huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định 21 1.5.1.1 Vị trí địa lý 21 1.5.1.2 Hiện trạng sử dụng đất 23 1.5.1.3 Khí hậu 23 1.5.1.4 Thủy lợi 24 1.5.2 Điều kiện kinh tế - xã hội xã Giao Lạc, huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định 24 1.5.2.1 Dân số 24 1.5.2.2 Kinh tế 24 1.5.2.3 Văn hóa – giáo dục – y tế 25 1.5.2.4 Cơ sở hạ tầng 26 1.6 Một số mô hình nông nghiệp không chất thải 28 1.6.1 Hiện trạng mô hình nông nghiệp không chất thải nước 28 1.6.1.1 Mô hình không chất thải vương quốc Anh 28 1.6.1.2 Mô hình VAC Trung Quốc 29 1.6.1.3 Mô hình không chất thải Fiji – châu Úc 29 1.6.2 Hiện trạng mô hình nông nghiệp không chất thải Việt Nam 30 ii 1.6.2.1 Mô hình nông nghiệp không chất thải ủ phân compost Quan Hóa, Thanh Hóa 30 1.6.2.2 Mô hình chăn nuôi không chất thải Phú Thọ 31 Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33 2.1 Đối tượng nghiên cứu 33 2.2 Phạm vi nghiên cứu 33 2.3 Phương pháp nghiên cứu 33 2.3.1 Phương pháp thu thập số liệu 33 2.3.2 Phương pháp điều tra, khảo sát thực tế 34 2.3.3 Phương pháp lấy mẫu 34 2.3.4 Phương pháp tham vấn ý kiến cộng đồng 35 2.3.5 Phương pháp chuyên gia 36 2.3.6 Phương pháp kế thừa 36 2.3.7 Phương pháp thống kê xử lý liệu 36 Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 37 3.1 Hiện trạng thu gom xử lý chất thải nông nghiệp xã Giao Lạc, huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định 37 3.1.1 Hiện trạng chất thải nông nghiệp xã Giao Lạc 37 3.1.2 Hiện trạng thu gom xử lý chất thải nông nghiệp xã Giao Lạc 39 3.1.3 Đánh giá thuận lợi khó khăn áp dụng mô hình nông nghiệp không chất thải xã Giao Lạc 41 3.2 Các mô hình xử lý chất thải nông nghiệp xã Giao Lạc 43 3.2.1 Điều kiện áp dụng mô hình 43 3.2.2 Xây dựng mô hình tổng quát Vườn – Ao – Chuồng – Biogas 44 3.2.3 Xây dựng mô hình hầm ủ biogas 46 3.2.3.1 Tính toán hầm ủ biogas sử dụng cho hộ gia đình trung bình người có nuôi bò lợn 49 3.2.3.2 Cấu tạo, hoạt động bể nhựa composite 52 3.2.4 Xây dựng mô hình xử lý chất thải nông nghiệp từ đồng ruộng 55 3.2.4.1 Mô hình trồng nấm rơm nhà cho hộ gia đình 55 iii 3.2.4.2 Xử lý bã thải sau trồng nấm ủ phân compost 56 3.2.4.3 Xử lý rơm, gốc rạ, trấu ruộng chế phẩm vi sinh 59 3.3 Đánh giá hiệu xử lý khả áp dụng mô hình 59 3.3.1 Đánh giá hiệu xử lý khả áp dụng mô hình VACB 59 3.3.1.1 Áp dụng cho hộ gia đình nuôi lợn xã Giao Lạc, huyện Giao Thủy 59 3.3.1.2 Kết phân tích 61 3.3.2 Đánh giá hiệu khả áp dụng mô hình xử lý phế phụ phẩm trồng nấm 67 3.4 Đề xuất biện pháp nâng cao khả áp dụng mô hình nông nghiệp không chất thải xã Giao Lạc 69 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71 KẾT LUẬN 71 KIẾN NGHỊ 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 PHỤ LỤC 75 iv DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ chung mô hình không chất thải Hình 1.2: Hình thái nấm rơm 15 Hình 1.3: Vị trí địa lý khu vực xã Giao Lạc với xã xung quanh 22 Hình 1.4: Hệ sinh thái tích hợp hướng tới không chất thải Fiji 29 Hình 1.5: Mô hình ủ phân compost Quan Hóa, Thanh Hóa 30 Hình 3.1: Nguồn gốc phát sinh chất thải nông nghiệp hộ gia đình 37 Hình 3.2: Phụ phẩm lúa sau thu hoạch 40 Hình 3.3: Mô hình tổng quát VACB 45 Hình 3.4: 04 kiểu hầm ủ đề xuất luận văn .48 Hình 3.5: Cấu tạo hầm biogas nhựa composite 53 Hình 3.6: Sơ đồ quy trình công nghệ xử lý bã thải sau trồng nấm 57 Hình 3.7: Cấu tạo hầm biogas composite 2,25m 60 Hình 3.8: Màu sắc nước thải đầu vào đầu hệ thống biogas .61 Hình 3.9: Biểu đồ thể giá trị SS đầu vào, đầu hệ thống xử lý biogas 64 Hình 3.10: Biểu đồ thể giá trị BOD5 đầu vào, đầu hệ thống xử lý biogas 64 Hình 3.11: Biểu đồ thể giá trị COD đầu vào, đầu hệ thống xử lý biogas 64 Hình 3.12: Biểu đồ thể giá trị tổng Nitơ đầu vào, đầu hệ thống xử lý biogas 65 Hình 3.13: Biểu đồ thể giá trị tổng Phốt đầu vào, đầu hệ thống xử lý biogas 65 Hình 3.14: Biểu đồ thể giá trị Coliform đầu vào, đầu hệ thống xử lý biogas 66 Hình 3.15: Sự thay đổi pH nhiệt độ trình ủ bã thải sau trồng nấm 68 v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Hiện trạng sử dụng đất xã Giao Lạc 23 Bảng 3.1: Trung bình lượng phân thải vật nuôi hộ gia đình/ngày 38 Bảng 3.2: So sánh ưu nhược điểm kiểu hầm 46 Bảng 3.3: Các kiểu hầm biogas người dân xã Giao Lạc muốn sử dụng .48 Bảng 3.4: Đặc tính sản lượng KSH số nguyên liệu thường gặp 49 Bảng 3.5: Sản lượng KSH tính cho hộ gia đình A 50 Bảng 3.6: Lượng khí sinh tính cho hộ gia đình A .51 Bảng 3.7: Kích thước hầm ủ lượng chất thải nạp vào hầm ngày 61 Bảng 3.8: Kích cỡ hố đầu 61 Bảng 3.9: Kết phân tích nước thải đầu vào, đầu đợt 62 Bảng 3.10: Kết phân tích nước thải đầu vào, đầu đợt 62 Bảng 3.11: Kết phân tích nước thải đầu vào, đầu đợt 63 Bảng 3.12: Kết phân tích phân compost mô hình 68 vi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BOD5 Nhu cầu oxi sinh học (Biochemical Oxygen Demand) BVTV Bảo vệ thực vật CN - TTCN Công nghiệp – Tiểu thủ công nghiệp COD Nhu cầu oxi hóa học (Chemical Oxygen Demand) CTR Chất thải rắn KSH Khí sinh học N.P.K Nitơ – Phốt - Kali SS Chất rắn lơ lửng (Suspended Solid) THCS Trung học sở THPT Trung học phổ thông TNHH Trách nhiệm hữu hạn UBND Ủy ban nhân dân VACB Vườn – Ao - Chuồng - Biogas VCK Vật chất khô VSV Vi sinh vật vii TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bộ Tài nguyên Môi trường (2013), Báo cáo trạng môi trường quốc gia 2013 chất thải, Hà Nội Bộ Tài nguyên Môi trường (2011), Báo cáo môi trường quốc gia 2011 - chất thải rắn, Hà Nội Nguyễn Lân Dũng (2004), Công nghệ nuôi trồng nấm, Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội Nguyễn Thị Hồng, Phạm Khắc Hiếu (2012), Đánh giá hiệu xử lý nước thải chăn nuôi lợn hầm biogas quy mô hộ gia đình Thừa thiên Huế, Tạp chí Khoa học, Đại học Huế, tập 73, số Đỗ Thành Nam (2008), Khảo sát khả sinh gas xử lý nước thải heo hệ thống biogas phủ nhựa HDPE, Đại học Nông lâm, Hồ Chí Minh Nguyễn Hồng Sơn (2011), Phân loại, đánh giá loại hầm Biogas, Trung tâm Vị Nông – TVN Spin (2011), Tổng kết hoạt động định kỳ Dự án đổi sản phẩm bền vững, Hà Nội Tạp chí Môi trường số 2/2014 (2014) Dự án Đổi sản phẩm bền vững, Tổng cục Môi trường, Hà Nội Trịnh Thị Thanh, Trần Yêm, Đồng Kim Loan (2004), Giáo trình công nghệ môi trường, NXB đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội 10 ThS Phạm Văn Thành, Th.S Nguyễn Đức Thịnh (2010), Tài liệu đào tạo xây dựng hầm biogas – Vacvina cải tiến, Trung tâm Nghiên cứu, phát triển cộng đồng nông thôn, Hà Nội 11 Viện môi trường nông nghiệp (2010), Báo cáo kết nhiệm vụ 2012 – Xây dựng mô hình thu gom, xử lý phế phụ phẩm trồng trọt góp phần giảm thải khí nhà kính nông thôn vùng đồng sông Hồng, Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn, Hà Nội 73 12 Ủy ban nhân dân xã Giao Lạc (2013), Báo cáo trạng sử dụng đất xã Giao Lạc, Nam Định 13 Ủy ban nhân dân xã Giao Lạc (2013), Tổng quan xã Giao Lạc, huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định, Nam Định Tiếng Anh 14 B.T.Nijaguna (2006), Biogas Technology, New Age International Publisher Một số trang web 15 http://bavicomposite.com.vn/ 16 http://ccrd.com.vn/NewsDetail.asp?m=1&IDMain=l&ID=533&IDdetail=693 17 http://huounaigiong.com/content/các-loại-phụ-phẩm-cây-trồng-thức-ăn-chotrâu-bò 18 http://www.mard.gov.vn/pages/news_detail.aspx?NewsId=19099 19 http://yeumoitruong.vn/threads/bao-cao-chuyen-de-phat-thai-bang-khong.12196/ 74 [...]... thu gom, xử lý phế phụ phẩm trồng trọt góp phần giảm thải khí nhà kính nông thôn ở vùng đồng bằng sông Hồng, Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn, Hà Nội 73 12 Ủy ban nhân dân xã Giao Lạc (2013), Báo cáo hiện trạng sử dụng đất của xã Giao Lạc, Nam Định 13 Ủy ban nhân dân xã Giao Lạc (2013), Tổng quan xã Giao Lạc, huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định, Nam Định Tiếng Anh 14 B.T.Nijaguna (2006), Biogas Technology,...TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt 1 Bộ Tài nguyên và Môi trường (2013), Báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia 2013 về chất thải, Hà Nội 2 Bộ Tài nguyên và Môi trường (2011), Báo cáo môi trường quốc gia 2011 - chất thải rắn, Hà Nội 3 Nguyễn Lân Dũng (2004), Công nghệ nuôi trồng nấm, Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội 4 Nguyễn Thị Hồng, Phạm Khắc Hiếu (2012), Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi lợn... quy mô hộ gia đình ở Thừa thiên Huế, Tạp chí Khoa học, Đại học Huế, tập 73, số 4 5 Đỗ Thành Nam (2008), Khảo sát khả năng sinh gas và xử lý nước thải heo của hệ thống biogas phủ nhựa HDPE, Đại học Nông lâm, Hồ Chí Minh 6 Nguyễn Hồng Sơn (2011), Phân loại, đánh giá các loại hầm Biogas, Trung tâm Vị Nông – TVN 7 Spin (2011), Tổng kết hoạt động định kỳ Dự án đổi mới sản phẩm bền vững, Hà Nội 8 Tạp chí Môi... cục Môi trường, Hà Nội 9 Trịnh Thị Thanh, Trần Yêm, Đồng Kim Loan (2004), Giáo trình công nghệ môi trường, NXB đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội 10 ThS Phạm Văn Thành, Th.S Nguyễn Đức Thịnh (2010), Tài liệu đào tạo xây dựng hầm biogas – Vacvina cải tiến, Trung tâm Nghiên cứu, phát triển cộng đồng nông thôn, Hà Nội 11 Viện môi trường nông nghiệp (2010), Báo cáo kết quả nhiệm vụ 2012 – Xây dựng mô hình