LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập và nghiên cứu tại Trƣờng Đại học Lâm Nghiệp,
để nâng cao kiến thức học tập, rèn luyện kỹ năng thực tập, nghiên cứu trở thành
một cử nhân Môi trƣờng trong tƣơng lai, đƣợc sự đồng ý của Nhà trƣờng, khoa
Quản lý tài nguyên rừng và mơi trƣờng, tơi đã thực hiện khóa luận tốt nghiêp:
”Nghiên cứu ảnh hƣởng của hoạt động chăn nuôi tới chất lƣợng nƣớc tại xã Cổ
Đông, thị xã Sơn Tây, thành phố Hà Nội”.
Khi thực hiện khóa luận này, tơi đã nhận đƣợc sự giúp đỡ tận tình của các
thầy cô bộ môn Kĩ thuật môi trƣờng – Trƣờng Đại học Lâm Nghiệp, đặc biệt là
Ths, Bùi Văn Năng đã hƣớng dẫn nhiệt tình cho tơi trong suốt q trình thực
hiện khóa luận.
Tơi xin chân thành cảm ơn đến Ths. Bùi Văn Năng và cơ Nguyễn Thị
Ngọc Bích cùng các thầy cô giáo khác đã tạo điều kiện giúp đỡ tơi trong suốt
q trình phân tích tại Trung tâm thí nghiệm và thực hành – Khoa Quản lý tài
nguyên rừng và môi trƣờng. Đồng thời xin gửi lời cảm ơn đến Ủy ban nhân dân
xã Cổ Đông đã cung cấp cho tơi một vài tài liệu để tơi có thể hồn thành bài
khóa luận của mình. Cùng với đó là lời cảm ơn tới các hộ gia đình trong khu vực
nghiên cứu đã tạo điều kiện cho tôi tiến hành thực nghiệm và lấy mẫu để thực
hiện khóa luận.
Do điều kiện và thời gian cịn hạn chế, khóa luận khơng tránh khỏi thiếu
sót. Rất mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp của thầy cơ và bạn đọc.
Xin trân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày … tháng … năm … 2016
Sinh viên thực hiên
Trịnh Minh Tuấn
i
TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
KHOA QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG VÀ MƠI TRƢỜNG
TĨM TẮT KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
1. Tên khóa luận: ”Nghiên cứu ảnh hƣởng của hoạt động chăn nuôi tới chất
lƣợng nƣớc tại xã Cổ Đông, thị xã Sơn Tây, thành phố Hà Nội”.
2. Sinh viên thực hiện: Trịnh Minh Tuấn
3. Giáo viên hƣớng dẫn: ThS. Bùi Văn Năng
4. Mục tiêu nghiên cứu
- Đánh giá đƣợc mức độ ảnh hƣởng của hoạt động chăn nuôi tới chất lƣợng
môi trƣờng nƣớc mặt và nƣớc ngầm tại xã Cổ Đông.
- Đề suất đƣợc các biện pháp nhằm nâng cao chất lƣợng nƣớc tại khu vực
nghiên cứu.
5. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu thực trạng chăn nuôi tại xã Cổ Đông, thị xã Sơn Tây, thành phố
Hà Nội.
- Nghiên cứu ảnh hƣởng của hoạt động chăn nuôi tới chất lƣợng nƣớc mặt và
nƣớc ngầm tại khu vực xã Cổ Đông.
- Xây dựng bản đồ phân bố ô nhiễm nƣớc ngầm tại xã Cổ Đông.
- Đƣa ra các giải pháp nhằm nâng cao chất lƣợng nƣớc trong khu vực nghiên
cứu.
6. Những kết quả đạt đƣợc
a. Thực trạng hoạt động chăn nuôi tại xã Cổ Đông, thị xã Sơn Tây, thành
phố Hà Nội.
b. Các thơng số nƣớc mặt tồn xã chỉ có pH, nitrat (NO3-), nằm trong quy
chuẩn cho phép, các chỉ tiêu còn lại bao gồm COD, TSS, BOD5, amoni
(NH4+), nitrit (NO2-), photphat (PO43-) đều vƣợt quy chuẩn cho phép. Đặc biệt
với chỉ tiêu amoni và COD vƣợt quy chuẩn rất nhiều lần.
c. Các thơng số nƣớc ngầm tồn xã chỉ có độ pH, nitrit (NO2-), sắt (Fe) nằm
trong quy chuẩn cho phép, còn các chỉ tiêu còn lại COD, amoni (NH4+), nitrat
ii
(NO3-), đều vƣợt quy chuẩn cho phép. Vƣợt quy chuẩn cao nhất là đối với chỉ
tiêu amoni (NH4+) và COD.
d. Nêu đƣợc nguồn gốc và nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nƣớc mặt và
nƣớc ngầm tại xã Cổ Đông, thị xã Sơn Tây, thành phố Hà Nội là do hoạt động
chăn nuôi xả thải trực tiếp vào môi trƣờng.
e. Lập bản đồ phân bố không gian các chỉ tiêu ô nhiễm, các bản đồ cho thấy
các kết quả phân tích sau quá trình khảo sát và thực nghiệm. Hầu hết các chỉ
tiêu phân tích đƣợc phân bố khơng đồng đều. Những khu vực có quy mơ chăn
ni lớn nhƣ thơn Đồng Trạng, thơn La Gián, thơn Trại Láng có các chỉ tiêu ô
nhiễm cao.
f. Đề xuất đƣợc các biện pháp giảm thiểu lƣợng chất thải chăn nuôi xả thải
trực tiếp ra môi trƣờng trên địa bàn xã đồng thời đề xuất các biện pháp nhằm
nâng cao chất lƣợng nƣớc sử dụng trong sinh hoạt của ngƣời dân.
Hà Nội, ngày … tháng … năm 2016
Sinh viên
Trịnh Minh Tuấn
iii
MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ i
TÓM TẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ............................................................ ii
MỤC LỤC ............................................................................................................ iv
DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................. vi
DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................... vii
ĐẶT VẤN ĐỀ ....................................................................................................... 1
Chƣơng 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................................ 2
1.1. Tổng quan về nƣớc mặt, nƣớc ngầm .............................................................. 2
1.1.1. Khái niệm nƣớc ngầm, nƣớc mặt ................................................................ 2
1.1.2. Ô nhiễm nƣớc .............................................................................................. 2
1.1.3. Ảnh hƣởng của ô nhiễm nƣớc ..................................................................... 3
1.2. Chất thải chăn nuôi......................................................................................... 3
1.2.1. Nguồn phát sinh chất ô nhiễm trong chăn nuôi .......................................... 3
1.2.2. Thành phần trong chất thải chăn nuôi ......................................................... 3
1.2.3. Ảnh hƣởng của chất thải chăn nuôi tới môi trƣờng .................................... 5
Chƣơng 2 MỤC TIÊU - NỘI DUNG - PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......... 8
2.1. Mục tiêu nghiên cứu ....................................................................................... 8
2.2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu .................................................................. 8
2.3. Nội dung nghiên cứu ...................................................................................... 8
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................ 8
2.4.1. Phƣơng pháp thu thập số liệu ...................................................................... 8
2.4.2. Phƣơng pháp điều tra ngoài thực địa .......................................................... 9
2.4.3. Phƣơng pháp phân tích trong phịng thí nghiệm ....................................... 13
2.4.4. Phƣơng pháp xây dựng bản đồ phân bố không gian các chỉ tiêu nghiên
cứu bằng Arc GIS ................................................................................................ 22
Chƣơng 3 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI ................................ 23
3.1. Điều kiện tự nhiên ........................................................................................ 23
3.1.1. Vị trí địa lý ................................................................................................ 23
iv
3.1.2. Địa hình ..................................................................................................... 23
3.1.3. Khí hậu, thời tiết........................................................................................ 23
3.1.4. Đất đai ....................................................................................................... 24
3.1.5. Nguồn nƣớc ............................................................................................... 25
3.1.6. Tài nguyên rừng ........................................................................................ 25
3.1.7. Danh lam thắng cảnh ................................................................................. 25
3.2. Hiện trạng kinh tế - xã hội............................................................................ 25
3.2.1. Thực trạng phát triển kinh tế ..................................................................... 25
3.2.2. Điều kiện xã hội ........................................................................................ 27
Chƣơng 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ................................................................ 30
4.1. Thực trạng hoạt động chăn nuôi tại xã Cổ Đông, thị xã Sơn Tây, thành phố
Hà Nội ................................................................................................................. 30
4.2. Ảnh hƣởng của hoạt động chăn nuôi tới môi trƣờng nƣớc mặt và nƣớc ngầm
tại xã Cổ Đông, thị xã Sơn Tây, thành phố Hà Nội ............................................ 35
4.2.1. Ảnh hƣởng tới chất lƣợng nƣớc mặt ......................................................... 35
4.2.2. Ảnh hƣởng tới chất lƣợng nƣớc ngầm ...................................................... 41
4.3. Phân bố không gian mức độ ô nhiễm nƣớc ngầm tại khu vực xã Cổ Đông,
thị xã Sơn Tây, thành phố Hà Nội....................................................................... 46
4.4. Đề xuất giải pháp khắc phục ô nhiễm nƣớc do hoạt động chăn nuôi tại xã
Cổ Đông, thị xã Sơn Tây, thành phố Hà Nội ...................................................... 52
4.3.1. Giải pháp truyền thông .............................................................................. 52
4.3.2. Giải pháp quản lý: ..................................................................................... 52
4.3.3. Giải pháp quy hoạch.................................................................................. 52
4.3.4. Giải pháp kĩ thuật cụ thể ........................................................................... 53
KẾT LUẬN – TỒN TẠI – KIẾN NGHỊ ............................................................ 55
1. Kết luận ........................................................................................................... 55
2. Tồn tại.............................................................................................................. 55
3. Kiến nghị ......................................................................................................... 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO
v
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Trang
Bảng 1.1: Lƣợng phân lợn thải ra trong ngày ....................................................... 4
Bảng 1.2: Thành phần % của phân gia súc gia cầm.............................................. 4
Bảng 1.3: Lƣợng nƣớc tiểu thải ra hàng ngày của lợn .......................................... 4
Bảng 1.4: Thành phần trung bình của nƣớc tiểu lợn............................................. 5
Bảng 2.1: Bảng tọa độ lấy mẫu nƣớc ngầm ........................................................ 10
Bảng 2.2: Bảng tọa độ lấy mẫu nƣớc mặt ........................................................... 12
Bảng 3.1: Một số chỉ tiêu tổng hợp về phát triển kinh tế xã Cổ Đông (giai đoạn
2005 – 2010)........................................................................................................ 26
Bảng 3.2: Dân số, dân tộc xã Cổ Đơng có đến năm 2010 .................................. 27
Bảng 3.3: Cơ cấu lao động xã Cổ Đông năm 2010............................................. 28
Bảng 4.1: Thực trạng chăn nuôi tại xã Cổ Đông năm 2016 ............................... 30
Bảng 4.2: Khối lƣợng chất thải chăn nuôi trên các thôn..................................... 33
Bảng 4.3: Số trang trại chăn nuôi lợn, gia cầm xã Cổ Đông .............................. 34
Bảng 4.4: Bảng kết quả phân tích nƣớc mặt ....................................................... 35
Bảng 4.5: Bảng kết quả phân tích nƣớc ngầm .................................................... 41
vi
DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1: Bản đồ vị trí lấy mẫu nƣớc ngầm ........................................................ 11
Hình 2.2: Bản đồ vị trí lấy mẫu nƣớc mặt........................................................... 12
Hình 4.1: Tỷ lệ % khối lƣợng nƣớc thải theo nguồn thải. .................................. 32
Hình 4.2: Bản đồ phân bố khơng gian chỉ tiêu pH.............................................. 46
Hình 4.3: Bản đồ phân bố không gian chỉ tiêu COD .......................................... 47
Hình 4.4: Bản đồ phân bố khơng gian chỉ tiêu amoni ........................................ 48
Hình 4.5: Bản đồ phân bố khơng gian chỉ tiêu nitrit ........................................... 49
Hình 4.6: Bản đồ phân bố khơng gian chỉ tiêu nitrat .......................................... 50
Hình 4.7: Phân bố không gian chỉ tiêu sắt .......................................................... 51
vii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Viết đầy đủ
Chữ viết tắt
IDW
QCVN
08:2008/BTNMT
QCVN 09:
2008/BTNMT
Inverse Distance Weighed - Phƣơng pháp trọng số nghịch
đảo khoảng cách
Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lƣợng nƣớc mặt
Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lƣợng nƣớc ngầm
TSS
Total Solid Suppendend - Tổng hàm lƣợng chất răn lơ lửng
TDS
Total Dissolved Solid - Tổng hàm lƣợng chất rắn hòa tan
TS
UBND
Total Solid - Chất rắn tổng số
Ủy ban nhân dân
viii
ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong những năm gần đây, ngành chăn nuôi lợn phát triển với tốc độ rất
nhanh nhƣng chủ yếu là tự phát và chƣa đáp ứng đƣợc các tiêu chuẩn kỹ thuật
về chuồng trại và kỹ thuật chăn nuôi. Do đó năng suất chăn ni thấp và gây ơ
nhiễm mơi trƣờng một cách trầm trọng. Ơ nhiễm mơi trƣờng không những ảnh
hƣởng đến sức khỏe vật nuôi, năng suất chăn ni mà cịn ảnh hƣởng rất lớn đến
sức khỏe con ngƣời và môi trƣờng sống xung quanh. Mỗi năm ngành chăn nuôi
gia súc gia cầm thải ra khoảng 75-85 triệu tấn phân, với phƣơng thức sử dụng
phân chuồng không qua xử lý ổn định và nƣớc thải không qua xử lý đã xả trực
tiếp ra môi trƣờng gây ô nhiễm nghiêm trọng.
Chất thải chăn nuôi tác động đến môi trƣờng và sức khỏe con ngƣời trên
nhiều khía cạnh: gây ô nhiễm nguồn nƣớc mặt, nƣớc ngầm, môi trƣờng khí, mơi
trƣờng đất và các sản phẩm nơng nghiệp. Đây chính là nguyên nhân gây ra nhiều
căn bệnh về hô hấp, tiêu hoá, do trong chất thải chứa nhiều VSV gây bệnh, trứng
giun. Tổ chức y tế thế giới (WHO) đã cảnh báo: nếu khơng có biện pháp thu
gom và xử lý chất thải chăn nuôi một cách thỏa đáng sẽ ảnh hƣởng rất lớn đến
sức khỏe con ngƣời, vật nuôi và gây ô nhiễm môi trƣờng nghiêm trọng. Đặc biệt
là các virus biến thể từ các dịch bệnh nhƣ lở mồm long móng, dịch bệnh tai xanh
ở lợn có thể lây lan nhanh chóng và cƣớp đi sinh mạng của rất nhiều ngƣời.
Cổ Đông là một xã thuộc thị xã Sơn Tây, cách trung tâm Hà Nội khoảng 35
km, tại đây, hoạt động chăn nuôi rất phát triển với quy mô trang trại cung cấp
lƣợng thực phẩm lớn cho các khu vực lân cận. Song với quy mô trang trại, chất
thải chăn nuôi đang là vấn đề vô cùng nghiêm trọng bởi nó ảnh hƣởng trực tiếp
đến sức khoẻ ngƣời dân cũng nhƣ môi trƣờng và cảnh quan xung quanh.
Để làm rõ vấn đề này, khoá luận ”Nghiên cứu ảnh hƣởng của hoạt động
chăn nuôi tới chất lƣợng nƣớc tại xã Cổ Đông, thị xã Sơn Tây, thành phố Hà
Nội.” đƣớc thực hiện nhằm đánh giá đƣợc mức độ ảnh hƣởng và từ đó đƣa ra
các giải pháp phù hợp để phát triển kinh tế, bảo vệ môi trƣờng.
1
Chƣơng 1
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan về nƣớc mặt, nƣớc ngầm
1.1.1. Khái niệm nƣớc ngầm, nƣớc mặt
Nƣớc ngầm là một dạng nƣớc dƣới đất, tích trữ trong các lớp đất đá trầm
tích bở rời nhƣ cặn, sạn, cát bột kết, trong các khe nứt, hang caxtơ dƣới bề mặt
Trái đất, có thể khai thác cho các hoạt động sống của con ngƣời. Theo độ sâu
phân bố, có thể chia nƣớc ngầm thành nƣớc ngầm tầng mặt và nƣớc ngầm tầng
sâu.
Nƣớc mặt là nƣớc trong sông hồ hoặc nƣớc ngọt trong vùng đất ngập
nƣớc. Nƣớc mặt đƣợc bổ sung một cách tự nhiên bởi giáng thủy và chúng mất đi
khi chảy vào đại dƣơng, bốc hơi và thấm xuống đất.
1.1.2. Ô nhiễm nƣớc
Ô nhiễm nƣớc là sự biến đổi nói chung do con ngƣời đối với chất lƣợng
nƣớc, làm nhiễm bẩn nƣớc và gây nguy hiểm cho con ngƣời, cho công nghiệp,
nông nghiệp, nuôi cá, nghỉ ngơi, giải trí, cho động vật ni và các lồi hoang dã.
Ơ nhiễm nƣớc có nguồn gốc tự nhiên: Do mƣa, tuyết tan, gió bão, lũ lụt
đƣa vào mơi trƣờng nƣớc chất thải bẩn, các sinh vật và vi sinh vật có hại kể cả
xác chết của chúng.
Ơ nhiễm nƣớc có nguồn gốc nhân tạo: Quá trình thải các chất độc hại chủ
yếu dƣới dạng lỏng nhƣ các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp, giao
thông vào môi trƣờng nƣớc.
Theo bản chất các tác nhân gây ô nhiễm, ngƣời ta phân ra các loại ô
nhiễm nƣớc: ô nhiễm vô cơ, hữu cơ, ơ nhiễm hố chất, ơ nhiễm sinh học, ơ
nhiễm bởi các tác nhân vật lý.
Định nghĩa theo hiến chương châu Âu về nước
Ô nhiễm nƣớc ngầm, nguyên nhân chủ yếu là từ nguồn gốc ô nhiễm nƣớc
mặt. Nƣớc ô nhiễm sẽ ngấm vào trong đất và di chuyển tới mạch nƣớc ngầm sau
đó gây ra ơ nhiễm nguồn nƣớc ngầm.
2
1.1.3. Ảnh hƣởng của ô nhiễm nƣớc
Nƣớc là yếu tố không thể thiếu trong hoạt động sống của con ngƣời. Vì
vậy ơ nhiễm nƣớc dẫn đến những hậu quả rất nghiêm trọng. Hậu quả chung của
tình trạng ơ nhiễm nƣớc là tỉ lệ ngƣời mắc các bệnh cấp và mạn tính liên quan
đến ơ nhiễm nƣớc nhƣ viêm màng kết, tiêu chảy, ung thƣ… ngày càng tăng.
Ngƣời dân sinh sống quanh khu vực ô nhiễm ngày càng mắc nhiều loại bệnh
nghi là do dùng nƣớc bẩn trong mọi sinh hoạt. Ngồi ra ơ nhiễm nguồn nƣớc
cịn gây tổn thất lớn cho các ngành sản xuất kinh doanh, sinh vật sống trong
nƣớc.
1.2. Chất thải chăn nuôi
1.2.1. Nguồn phát sinh chất ô nhiễm trong chăn nuôi
Chất thải sinh ra do hoạt động chăn nuôi bao gồm chất thải nhƣ phân,
thức ăn, ổ lót, xác gia súc, gia cầm chết, vỏ bao bì thuốc thú y, nƣớc tiểu, nƣớc
rửa chuồng,... và khí thải chăn nuôi.
1.2.2. Thành phần trong chất thải chăn nuôi
a, Thành phần chất thải rắn trong chăn nuôi
- Xác gia súc, gia cầm, thức ăn thừa, ổ lót chuồng và các chất thải khác
Xác gia súc, gia cầm chết là một loại chất thải đặc biệt trong chăn nuôi,
Thƣờng các gia súc, gia cầm chết do các nguyên nhân bệnh lý, cho nên chúng là
một nguồn phát sinh ô nhiễm nguy hiểm, dễ lây lan các dịch bệnh. Xác gia súc
chết có thể bị phân huỷ tạo nên các sản phẩm độc. Các mầm bệnh và độc tố có
thể lƣu giữ trong đất trong thời gian dài hay lan truyền trong mơi trƣờng nƣớc và
khơng khí, gây nguy hiển cho ngƣời, vật nuôi, môi trƣờng xung quanh. Đây là
nguồn phát sinh bệnh dịch rất nguy hiểm.
- Phân
Phân là sản phẩm loại thải của q trình tiêu hố của gia súc gia cầm bài
tiết qua đƣờng tiêu hoá. Do thành phần giàu chất hữu cơ của phân nên chúng rất
dễ bị phân huỷ thành sản phẩm độc, khi phát tán vào môi trƣờng có thể gây ơ
nhiễm cho vật ni, con ngƣời và các sinh vật khác.
3
Bảng 1.1: Lƣợng phân lợn thải ra trong ngày
STT
Trọng lƣợng của lợn
Lƣợng phân(kg/ngày)
1
Dƣới 10 kg
0,5 -1,0
2
Từ 15 đến 45 kg
1,0 - 3,0
3
Từ 45 đến 100 kg
3,0 - 5,0
4
Từ 100 kg trở lên
5,0 - 7,0
Nguồn: Trần Thị Hương, 2011
Bảng 1.2: Thành phần % của phân gia súc gia cầm
Loại phân
Nƣớc
Nitơ
P2O5
K2O
CaO
MgO
Lợn
82
0,60
0,41
0,26
0,09
0,10
Gà
56
1,63
0,54
0,85
2,40
0,74
Trâu bò
83,1
0.29
0,17
1,00
0,35
0,13
Vịt
56,0
1,0
1,4
0,62
1,70
-
Nguồn: Lê Văn Căn, 1975
- Vật dụng chăn nuôi, bệnh phẩm thú y
Các vật dụng chăn nuôi hay thú y bị bỏ lại nhƣ bao bì, kim tiêm, chai lọ
đựng thức ăn, thuốc thú y... đặc biệt các vật dụng của bệnh phẩm thú y có thể
đƣợc xếp vào loại chất thải nguy hại.
b, Thành phần chất thải lỏng trong chăn nuôi
- Nước tiểu:
Số lƣợng và thành phần nƣớc tiểu thay đổi tùy thuộc vào loại gia súc gia
cầm, tuổi, chế độ dinh dƣỡng và điều kiện khí hậu.
Bảng 1.3: Lƣợng nƣớc tiểu thải ra hàng ngày của lợn
Trọng lƣợng gia súc
Lƣợng nƣớc tiểu(kg/ngày)
Dƣới 10 kg
0,3 - 0,7
Từ 15 đến 45 kg
0,7 - 2,0
Từ 45 đến 100 kg
2,0 - 4,0
Trên 100 kg
4,0 - 5,0
Nguồn: Trần Thị Hương, 2011
4
Bảng 1.4: Thành phần trung bình của nƣớc tiểu lợn
Thành phần trong nƣớc tiểu(%)
Nƣớc
CHC
N
P2O5
K2O
CaO
MgO
Cl
94,0
2,5
0,5
0,05
1,0
0 - 0,2
0 - 0,1
0,1
Nƣớc tiểu gia súc chứa một lƣợng lớn Nitơ (phần lớn dƣới dạng ure) và
Photpho. Ure trong nƣớc tiểu dễ phân huỷ trong điều kiện có oxy tạo thành
amoniac, gây mùi hơi thối khó chịu.
- Nước thải
Nƣớc thải bao gồm nƣớc từ việc tắm cho gia súc, vệ sinh chuồng trại.
Thành phần của nƣớc thải chứa rất nhiều chất rắn lơ lủng, chất hữu cơ, nito,
photpho
và các thành phần khác, đặc biệt là sinh vật gây bệnh (Ecoli,
Enterobactoriaceae, Salmonella, Shigella, Proteus, Klebsiella..).
c, Thành phần chất thải khí trong chăn ni
Trong hoạt động chăn ni, chất thải khí bao gồm bụi lơ lửng, các khí
CO2, CH4, NO2, N2O, NO, H2S, indol, schatol mecaptan... đặc biệt là NH3. Hầu
hết các khí thải chăn ni có thể gây độc cho gia súc, cho ngƣời và môi trƣờng.
d, Tiếng ồn
Tiếng ồn trong chăn nuôi chủ yếu sinh ra từ hoạt động của gia súc gia cầm
hay hoạt động của máy móc, cơng cụ sử dụng trong chăn nuôi.
Tiếng ồn thƣờng chỉ phát ra ở thời điểm nhất định (khi cho ăn), song tiếng
ồn do hoạt động chăn ni rất chói tai, khó chịu, đặc biệt ở các khu chuồng kín.
1.2.3. Ảnh hƣởng của chất thải chăn ni tới môi trƣờng
a, Môi trường nước
Chất thải chăn nuôi không đƣợc xử lý, thải trực tiếp ra môi trƣờng là
nguyên nhân chính gây nên hiện tƣợng phú dƣỡng của nƣớc ao hồ xung quanh
khu chăn nuôi. Gây chết các sinh vật sống trong môi trƣờng nƣớc, đặc biệt khi
thấm xuống đất sẽ gây ô nhiễm nƣớc ngầm nghiêm trọng.
5
Do đặc tính nguồn chất thải chứa rất nhiều các sinh vật gây bệnh, vì vậy
khi chất thải trực tiếp đi vào môi trƣờng sẽ gây ô nhiễm nƣớc, từ đó sinh ra các
chất khác nhau cho con ngƣời và sinh vật khi sử dụng nguồn nƣớc này.
Bảng 1.5: Các bệnh điển hình liên quan đến chất thải chăn ni
Điều kiện bị diệt
Tên kí sinh vật
Lƣợng kí
Khả năng gây
sinh trùng
bệnh
Nhiệt độ
(oC)
Thời
gian
(phút)
Salmonella Typhi
-
Thƣơng hàn
55
30
Salmonella Typhi A & B
-
Phó thƣơng hàn
55
30
Shighella spp
-
Lỵ
55
60
Vibrio cholerae
-
Tả
55
60
Escherichia Coli
105/100ml
Viêm dạ dày
55
60
Hepatite A
-
Viêm gan
55
3-5
Taenia saginata
-
Sán
50
3-5
Micrococut
-
Ung nhọt
54
10
Streptococcut
102/100ml
Làm mủ
50
10
Ascaris lumbricoides
-
Giun đũa
50
60
Mycobacterium
-
Lao
60
20
Tubecudsis
-
Bạch hầu
55
45
Diptheriac
-
Sởi
45
10
Corynebacterium
-
Bại liệt
65
30
Giardia Lamblia
-
Tiêu chảy
60
30
Tricluris trichiura
-
Giun tóc
60
30
Nguồn: Lê Trình (1997)
b, Môi trường đất
Chất thải chăn nuôi chứa lƣợng lớn chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, các
chất dinh dƣỡng giàu Nitơ, Photpho. Đây là nguồn phân bón giàu dinh dƣỡng,
nhƣng khi bón trực tiếp vào đất quá mức cho phép, cây trồng khơng hấp thụ hết,
chúng sẽ tích tụ lại làm bão hòa chất dinh dƣỡng trong đất, gây mất cân bằng
6
sinh thái đất, thối hóa đất, gây các tác động nhƣ làm chết cây, giảm sản lƣợng
cây trồng, đồng thời tạo điều kiện cho sinh vật ƣa Nitơ, Photpho phát triển, hạn
chế chủng loại vi sinh vật khác gây mất cân bằng sinh thái đất.
c, Mơi trường khơng khí
Với các đặc tính của chất thải chăn ni, nó gây ra mùi rất khó chịu, ảnh
hƣởng đến mơi trƣờng xung quanh khi phát tán theo gió.
Đối với các hộ chăn ni quy mô lớn, tiếng ồn do gia súc gia cầm phát ra
ảnh hƣởng rất lớn đến đời sống của ngƣời dân sinh sống xung quanh.
7
Chƣơng 2
MỤC TIÊU - NỘI DUNG - PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
Đánh giá đƣợc mức độ ảnh hƣởng của hoạt động chăn nuôi tới chất lƣợng
môi trƣờng nƣớc mặt và nƣớc ngầm tại xã Cổ Đông.
Đề suất đƣợc các biện pháp nhằm nâng cao chất lƣợng nƣớc tại khu vực
nghiên cứu.
2.2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Chất thải chăn nuôi, môi trƣờng nƣớc mặt,nƣớc ngầm tại xã Cổ Đông, thị
xã Sơn Tây, thành phố Hà Nội.
Phạm vi nghiên cứu: Tập trung đánh giá ảnh hƣởng của chất thải chăn
nuôi đến chất lƣợng môi trƣờng nƣớc mặt và nƣớc ngầm thông qua các chỉ số
TSS, BOD5, COD, PO43-, NO3-, NO2-, Fe.
2.3. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu thực trạng chăn nuôi tại xã Cổ Đông, thị xã Sơn Tây, thành
phố Hà Nội.
- Nghiên cứu ảnh hƣởng của hoạt động chăn nuôi tới chất lƣợng nƣớc mặt
và nƣớc ngầm tại khu vực xã Cổ Đông.
- Xây dựng bản đồ phân bố ô nhiễm nƣớc ngầm tại xã Cổ Đông.
- Đƣa ra các giải pháp nhằm nâng cao chất lƣợng nƣớc trong khu vực
nghiên cứu.
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.4.1. Phƣơng pháp thu thập số liệu
Đây là phƣơng pháp nhằm giảm bớt thời gian và cơng việc ngồi thực địa, kế
thừa có chọn lọc thành quả nghiên cứu từ trƣớc đến nay. Những tài liệu bao gồm:
- Tài liệu về dân số.
- Tài liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của địa phƣơng.
- Tài liệu khác có liên quan.
8
2.4.2. Phƣơng pháp điều tra ngoài thực địa
a, Phương pháp lấy mẫu
Lấy mẫu nƣớc tại các môi trƣờng ao hồ, nơi tiếp nhận trực tiếp hoặc gián
tiếp nguồn nƣớc thải chăn nuôi, các mẫu nƣớc ngầm tại các hộ dân.
Số mẫu lấy: 14 mẫu nƣớc ngầm, 7 mẫu nƣớc mặt.
- 14 mẫu nƣớc ngầm đƣợc lấy từ các hộ gia đình của 14 thơn trên địa bàn
xã.
- 7 mẫu nƣớc mặt đƣợc lấy từ sông, hồ, ao, là nơi tiếp nhận trực tiếp chất
thải từ hoạt động chăn nuôi.
Nguyên tắc lấy mẫu:
Dụng cụ lấy mẫu và dụng cụ đựng mẫu phải đƣợc rửa sạch, đối với lấy mẫu
kim loại sử dụng bình nhựa polyetilen.
Khi lấy mẫu nƣớc ngầm tại các giếng khoan, dung dụng cụ lấy mẫu trực tiếp
nƣớc giếng vào chai đựng mẫu nƣớc và nắp đầy chai, tránh hiện tƣợng có bọt
khí trong chai đựng mẫu, ảnh hƣởng tới kết quả phân tích.
Lựa chọn các điểm lấy mẫu và chỉ tiêu phân tích:
Lựa chọn 21 điểm lấy mẫu gồm 14 mẫu nƣớc ngầm phân bố 14 thôn và 7
mẫu nƣớc mặt.
Mẫu nƣớc ngầm đƣợc lấy trực tiếp từ nƣớc giếng khoan của hộ dân.
Các chỉ tiêu đƣợc lựa chọn để phân tích: pH, TSS, BOD, COD, NO2-, NO3-,
NH4, Fe và PO43-(đối với nƣớc mặt).
Dụng cụ lấy mẫu:
Chai nhựa Polietylen 500ml đã đƣợc làm sạch, thùng xốp chứa sẵn đá để bảo
quản mẫu, giấy dán nhãn, bút và các dụng cụ cần thiết khác.
Cách lấy mẫu:
Lấy trực tiếp từ nguồn nƣớc giếng khoan đối với mẫu nƣớc ngầm, lấy đầy
chai, tránh hiện tƣợng tạo bọt khí. Lấy 2 chai đối với 1 mẫu nƣớc ngầm để phân
tích chỉ tiêu sắt.
Đối với mẫu nƣớc mặt lấy mẫu ở độ sâu cách mặt nƣớc 0,1m. Lấy đầy bình,
tránh hiện tƣợng tạo bọt khí.
9
Bảo quản mẫu:
Mẫu nƣớc ngầm sử dụng phân tích chỉ tiêu sắt cần bảo quản bằng cách cho
thêm 2ml HNO3 50% ngay sau khi lấy mẫu vào chai để tránh kết tủa sắt.
Với tất cả các chỉ tiêu phân tích sau khi lấy cần nút chặt, bảo quản ở 4oC, tránh
tiếp xúc với ánh sáng và vận chuyển ngay về phịng thí nghiệm để phân tích.
b, Vị trí lấy mẫu
Nƣớc ngầm
Bảng 2.1: Bảng tọa độ lấy mẫu nƣớc ngầm
Tọa độ
Vị trí
Kí hiệu
Thơn Đồng Trạng
X
Y
N1
21.046486°
105.515613°
Thơn Trại Láng
N2
21.054576°
105.526315°
Thơn Trung Lạc
N3
21.078368°
105.525850°
Thơn Ngọc Kiên
N4
21.078368°
105.525850°
Thôn Triều Đông
N5
21.063565°
105.511889°
Thôn Vĩnh Lộc
N6
21.065730°
105.507084°
Thôn Cổ Liễn
N7
21.063949°
105.528148°
Thôn La Gián
N8
21.044862°
105.496830°
Thôn Thiên Mã
N9
21.059910°
105.498593°
Thơn Trại Hồ
N10
21.055290°
105.502505°
Thơn Phúc Lộc
N11
21.066582°
105.518378°
Thơn Ngõ Bắc
N12
21.075261°
105.531298°
Thơn Đồn Kết
N13
21.036635°
105.513616°
Thơn Đại Trung
N14
21.071000°
105.518451°
10
Hình 2.1: Bản đồ vị trí lấy mẫu nước ngầm
11
Nƣớc mặt
Bảng 2.2: Bảng tọa độ lấy mẫu nƣớc mặt
Vị trí
Tọa độ
Kí hiệu
X
Y
Thơn Đồng Trạng
M1
21.045128°
105.515128°
Thơn Phúc Lộc
M2
21.064764°
105.516511°
Thơn Ngọc Kiên
M3
21.079266°
105.525085°
Thơn Trại Láng
M4
21.059679°
105.523908°
Thơn Vĩnh Lộc
M5
21.066703°
105.506781°
Thơn Thiên Mã
M6
21.059232°
105.496984°
Thơn La Gián
M7
21.053501°
105.500473°
Hình 2.2: Bản đồ vị trí lấy mẫu nước mặt
12
2.4.3. Phƣơng pháp phân tích trong phịng thí nghiệm
Sử dụng các phƣơng pháp phân tích các chỉ tiêu của các mẫu nƣớc, từ đó
so sánh với các quy chuẩn hiện hành về chất lƣợng nƣớc mặt, nƣớc ngầm, nƣớc
thải chăn nuôi.
Các quy chuẩn bao gồm:
- QCVN 08:2008/BTNMT quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lƣợng
nƣớc mặt.
- QCVN 09:2008/BTNMT quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lƣợng
nƣớc ngầm.
a, Chỉ tiêu pH
Sử dụng máy đo nhanh Exstick III – Extech Intrucment để đo giá trị pH
của các mẫu phân tích.
b, Chỉ tiêu độ muối, độ dẫn điện, chất rắn hòa tan
Sử dụng máy đo nhanh Exstick III – Extech Intrucment để đo giá trị pH
của các mẫu phân tích.
c, Chất rắn tổng số
- Xác định lƣợng tổng chất rắn lơ lửng (TSS)
+ Lấy giấy lọc đã đƣợc sấy khô đem đi cân trên cân phân tích (độ chính xác
0,1 mg) đƣợc khối lƣợng m0.
+ Lấy 150 ml mẫu nƣớc, đem lọc trên phễu bằng giấy lọc đã cân một cách
cẩn thận. Đem phễu (giấy lọc) vào tủ sấy, sấy khô ở nhiệt độ 105 oC đến khối
lƣợng không đổi, sau đó để nguội, cân giấy lọc đã qua lọc và sấy đƣợc khối
lƣợng m1.
+ Khối lƣợng chất rắn lơ lửng: mss = m1 – m2 (g).
+ Nồng độ của chất rắn lơ lửng tính theo cơng thức:
- Chất rắn tổng số đƣợc tính theo cơng thức:
TS = TSS + TDS (mg/l)
Trong đó:
13
TS: Nồng độ chất rắn tổng số (mg/l).
TSS: Nồng độ chất rắn lơ lửng (mg/l).
TDS: Nồng độ chất rắn hòa tan (mg/l).
d, Phân tích COD
Xác định COD bằng phƣơng pháp oxi hóa chất hữu cơ bằng K2Cr2O7:
-
Đun hồi lƣu mẫu thử với lƣợng đicromat đã biết khi có mặt của thủy ngân
II sunfat và xúc tác bạc trong axit H2SO4 đặc trong khoảng thời gian 2 giờ, trong
q trình đó, một phần dicromat bị khử do sự có mặt của các chất có khả năng bị
oxi hóa. Chuẩn độ lƣợng dicromat còn lại với sắt II amonisunfat với chỉ thị là
feroin.
C +Cr2O72- + H+ → CO2 +H2O + Cr3+
Cr2O72- + Fe2+ → Fe3+ + CrO42- Hóa chất:
+ Dung dịch chuẩn K2Cr2O7 0,04 M chứa muối thủy ngân: Hòa tan 80 g
HgSO4 trong 800 ml nƣớc cất, them cẩn thận 100 ml H2SO4 đặc. Để nguội, them
vào 11,768 g K2Cr2O7, hòa tan và định mức đến 1000 ml.
+ Dung dịch AgSO4 trong H2SO4: cho 10 g AgSO4 hòa tan trong 35 ml nƣớc
cất, cho từ từ 965 ml H2SO4 đặc, khuấy cho tan.
+ Chỉ thị feroin: hịa tan hồn tồn 1,485 g 1,10 phenanthroline monohydrate
và them 0,695 g FeSO4.7H2O trong nƣớc cất và định mức thành 100 ml (khi 2
chất này trộng lẫn vào nhau thì dung dịch chỉ thị sẽ tồn màu đỏ).
+ Dung dich Fe2+ 0,12 M: hịa tan 47 g (NH4)2Fe(SO4)2.6H2O trong một ít
nƣớc cất thêm vào 20 ml H2SO4 đậm đặc, để nguội và định mức thành 1 lít.
- Cách tiến hành:
+ Ống nung đƣợc rửa kĩ và làm sạch bằng H2SO4 20%. Lấy chính xác 2 ml
mẫu vào ống nung. Sau đó thêm chính xác 1,5 ml K2Cr2O7 và 3,5 ml Ag2SO4.
+ Mẫu trắng đƣợc làm tƣơng tự thay bằng 2 ml nƣớc cất.
+ Cho các ống mẫu đã cho hóa chất vào máy nung, nung ở nhiệt độ 150oC
trong 2 giờ. Sau đó tắt máy, để nguội, chuyển tồn bộ lƣợng mẫu đã nung vào
bình tam giác, chú ý rửa toàn bộ lƣợng mẫu đã nung trong ống bằng nƣớc cất
14
đến hết, thêm 2 – 3 giọt Feroin rồi chuẩn độ bằng dung dịch sắt II đến khi dung
dịch chuyển từ xanh sang đỏ nâu thì dừng lại. Ghi lại thể tích chuẩn độ.
- Tính tốn kết quả:
COD đƣợc tính theo cơng thức:
Trong đó:
C: Nồng độ của Fe2+ (mol/l)
V1, V2: Thể tích lần lƣợt của dung dịch Fe2+ chuẩn độ mẫu trắng và mẫu
thử (ml).
Vmẫu: Thể tích mẫu phân tích (ml).
e, Phân tích BOD5
- Ngun lý:
+ Trung hịa mẫu nƣớc cần phân tích và pha lỗng bằng những lƣợng khác
nhau của một loại nƣớc pha lỗng giàu oxi hịa tan và chứa vi sinh vật hiếu khí.
Ủ ở nhiệt độ xác định trong khoảng thời gian 5 ngày, ở điều kiện khơng có ánh
sáng, bình hồn tồn đầy và nút kín. Xác định nồng độ oxi trong nƣớc trƣớc và
sau khi ủ. Tính tốn khối lƣợng oxi tiêu tốn trong một lít nƣớc.
- Hóa chất:
+ Dung dịch đệm photphat có pH = 7,2: Hòa tan 8,5 g KH2PO4, 21,75 g
K2HPO4, 33,4 g Na2HPO4.7H2O và 1,7 g NH4Cl trong khoảng 500 ml nƣớc, pha
loãng đến 1000 ml và lắc đều.
+ Dung dịch MgSO4.6H2O nồng độ 22,5 g/l.
+ Dung dịch CaCl2 nồng độ 27,5 g/l.
+ Dung dịch FeCl3 nồng độ 0,25 g/l.
- Cách tiến hành:
+ Thêm 1 ml mỗi dung dịch muối trên vào khoảng 500 ml nƣớc, pha thành
1000 ml và lắc đều rồi sục khí trong khoảng 1 giờ, chú ý không để nhiễm bẩn
dung dịch, đặc biệt bởi chất hữu cơ, chất oxi hóa, chất khử hoặc kim loại, sau
15
khi sục sao cho nồng độ oxi hịa tan ít nhất phải đạt 8 mg/l. Dung dịch pha loãng
này sử dụng trong 24 giờ.
+ Đối với mẫu nƣớc phân tích, hệ số pha loãng là 30 lần, tiến hành lấy 10 ml
mẫu cho vào bình BOD5 có thể tích 300 ml, sau đó cho từ từ nƣớc pha lỗng đến
cổ bình. Cắm đầu điện cực đo DO vào cổ bình sao cho khơng có bọt khí ở trong
bình, bật cơng tắc và ghi lại giá trị đo DO (đây là DO0). Rút đầu điện cực ra và
lắp bình bằng nút nhám đảm bảo khơng có khơng khí trong bình, thêm một it
nƣớc đã pha loãng vào phần loe trên miệng để giữ kín hồn tồn.
+ Tiến hành làm mẫu trắng nhƣ mẫu phân tích, thay bằng 10 ml nƣớc cất.
+ Mang mẫu nƣớc phân tích và mẫu trắng đi ủ ở 25oC trong 5 ngày trong
điều kiện khơng có ánh sáng rồi tiến hành đo lại DO trong mẫu (đƣợc giá trị
DO5).
- Tính tốn kết quả:
Hàm lƣợng oxi hịa tan đƣợc tính theo cơng thức:
BOD5 = (DO0 – DO5) * F
Trong đó:
DO0: Hàm lƣợng oxi hịa tan trong mẫu nƣớc trƣớc khi ủ (mg/l).
DO5: Hàm lƣợng oxi hòa tan trong mẫu nƣớc sau khi ủ (mg/l).
F: Hệ số pha loãng, F = Vdd/Vpt với Vdd là thể tích của mẫu nƣớc sau khi
pha loãng và mang đi ủ, Vpt là thể tích mẫu nƣớc dùng để pha lỗng (ml).
Hàm lƣợng BOD5 của mẫu đƣợc tính theo cơng thức:
BOD5 = BOD5 (mẫu nƣớc phân tích) – BOD5 (mẫu trắng) (mg/l).
f, Phân tích NO3-:
- Ngun lý:
Trong mơi trƣờng kiềm nitrat phản ứng với thuốc thử disunfofenic tạo thành
hợp chất nitriphenol màu vàng theo phản ứng sau:
C6H3(OH)(SO3H)2 + 3HNO3 → C6H2(OH)(NO2)3 + 2H2SO4
C6H2(OH))NO2)3 + NH4OH → C6H2(NO2)2NH4
- Hóa chất:
16
+ Dung dịch axit disunfofenic: lấy 50 g phenol tinh khiết cho vào bình cầu 1l.
Thêm 400 ml H2SO4 đặc vào bình rồi lắc đều. Sau đó lắp ống sinh hàn, đun hồi
lƣu trong 4 giờ trên bếp cách thủy.
+ Complexon III/NH3: Hòa tan 50 g Complexon III trong 20 ml nƣớc cất thu
đƣợc bột nhão. Sau đó hịa tan bột nhão trong 50 ml dung dịch NH3 đặc.
+ Dung dịch chuẩn: Hòa tan 0,1631 g KNO3 tinh khiết đã sấy khơ, thêm 1
ml CHCl3, sau đó đem định mức bằng nƣớc cất đến 1 l.
+ Dung dịch KOH 12N: Hòa tan 336g KOH tinh khiết vào 500 ml nƣớc cất.
- Cách tiến hành:
+ Lấy 30 ml mẫu nƣớc phân tích chuyển vào chén và cơ cạn trên bếp.
+ Thêm 2ml dung dịch axit disunfofenic vào chén đã cô cạn, dùng đũa thủy
tinh khuấy để tan hết kết tủa trong chén, rửa hết phần dung dịch bám trên đũa
thủy tinh bằng nƣớc cất vào chén sau đó thêm từ từ 6 – 7 ml NH3 đặc. Sau đó
rửa tồn bộ lƣợng dung dịch trong chén vào bình định mức 50ml. Tiến hành
định mức đến vạch, sau đó đem đi so màu bằng máy so màu quang điện UV-VIS
ở bƣớc sóng λ = 410 nm.
+ Mẫu trắng đƣợc tiến hành tƣơng tự, thay 30 ml mẫu bằng 30 ml nƣớc cất.
- Tính tốn kết quả:
Nồng độ NO3- tính theo cơng thức:
(mg/l)
Trong đó:
Vđm: Thể tích định mức (ml).
Vmẫu: Thể tích mẫu thử (ml).
Cđc: nồng độ NO3- tính theo đƣờng chuẩn (mg/l).
f, Phân tích Nitrit (NO2-):
- Nguyên lý:
Ion nitrit tạo phức màu hồng với axit sunphnilic đã diazo hóa với
naphtylamin.
- Hóa chất:
+ Thuốc thử Griess: thuốc thử Griess gồm 2 dung dịch A và B.
17