ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
--------------------

PHẠM THỊ TUYẾT NHUNG

ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI
THEO HƯỚNG KỸ THUẬT SINH THÁI
TẠI HUYỆN CỦ CHI, THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
CHUYÊN NGÀNH: QUẢN LÝ MƠI TRƯỜNG
MÃ SỐ: 11260564

LUẬN VĂN THẠC SỸ

TP.HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2013


CƠNG TRÌNH ĐƢỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG – HCM

Cán bộ hƣớng dẫn khoa học: TS. ĐẶNG VIẾT HÙNG

.....................................................................
Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS.TS. TRƢƠNG THANH CẢNH

.....................................................................
Cán bộ chấm nhận xét 2: TS. VÕ THANH HẰNG

.....................................................................
Luận văn thạc sĩ đƣợc bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN
THẠC SỸ - Khoa Môi trƣờng - Trƣờng Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM

ngày . . . . . tháng . . . . năm . . . . .
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. PGS.TS. NGUYỄN PHƢỚC DÂN
2. PGS.TS. TRƢƠNG THANH CẢNH
3. TS. VÕ THANH HẰNG
4. TS. ĐẶNG VIẾT HÙNG
5. TS. ĐINH QUỐC TÚC
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trƣởng Khoa quản lý chuyên
ngành sau khi luận văn đã đƣợc sửa chữa (nếu có).
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

PGS.TS. NGUYỄN PHƢỚC DÂN

TRƢỞNG KHOA MÔI TRƢỜNG

PGS.TS. NGUYỄN PHƢỚC DÂN


TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

PHÕNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
Tp.HCM, ngày … tháng … năm 2012

-------  -------

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SỸ

Họ và tên học viên: PHẠM THỊ TUYẾT NHUNG

Giới tính: Nữ

Ngày sinh: 04/03/1987

Nơi sinh: Bình Định

Chun ngành: Quản lý mơi trƣờng

MSHV: 11260564

1. TÊN ĐỀ TÀI: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI
THEO HƢỚNG KỸ THUẬT SINH THÁI TẠI HUYỆN CỦ CHI, TP.HCM
2. NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:
- Đánh giá hiện trạng phát thải CTCN trên địa bàn huyện Củ Chi.
- Đề xuất mơ hình quản lý, xử lý CTCN trên địa bàn huyện Củ Chi theo hƣớng
kỹ thuật sinh thái.
- Xây dựng kế hoạch triển khai mơ hình thí điểm theo hƣớng kỹ thuật sinh thái.
3. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:
4. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:
5. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƢỚNG DẪN: TS. ĐẶNG VIẾT HÙNG
Nội dung và đề cƣơng Luận văn Thạc sỹ đã đƣợc Hội đồng chuyên ngành thông
qua ngày …. tháng … năm 2012.
CÁN BỘ HƢỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

TS. ĐẶNG VIẾT HÙNG


TS. LÊ VĂN KHOA

TRƢỞNG KHOA MÔI TRƢỜNG

PGS.TS. NGUYỄN PHƢỚC DÂN


LỜI CÁM ƠN
Để có thể hồn thành Luận văn, tơi xin gửi lời cảm ơn đặc biệt với tất cả lòng biết
ơn và sự trân trọng đến TS. Đặng Viết Hùng. Thầy là ngƣời đã trực tiếp hƣớng dẫn
tơi hồn thành Luận văn này với sự hƣớng dẫn rất tận tình. Tơi xin cảm ơn sự quan
tâm, những kiến thức quý báu và những lời chỉ bảo tận tâm của Thầy. Bên cạnh,
Thầy cịn giúp tơi có cách suy nghĩ, cách nhìn và thái độ tích cực đối với cuộc sống.
Tôi xin cảm ơn tất cả các anh chị em trong Lớp Quản lý Môi trƣờng K2011 đã cùng
tôi chia sẻ vui buồn, kiến thức và động lực cùng nhau học tập. Các bạn đã giúp tôi
mở rộng kiến thức chuyên ngành lẫn kiến thức về cuộc sống xung quanh.
Tôi xin gửi lời cám ơn chân thành đến Chú Tuấn và các anh chị trong các cơ quan
quản lý nhà nƣớc đã giúp đỡ tơi rất nhiệt tình trong q trình khảo sát, thu thập
thơng tin phục vụ Luận văn.
Tơi xin gửi lời cám ơn chân tình đến các Thầy, Cơ của Khoa Mơi trƣờng, Phịng
Đào tạo Sau Đại học – Đại học Bách khoa Tp.HCM đã hết lòng dạy dỗ, hƣớng dẫn
và hỗ trợ tôi trong suốt thời gian học tập ở trƣờng.
Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã khích lệ, động viên
tơi trong suốt khóa học. Tơi cũng xin gửi lời cảm ơn đến Trung tâm Công nghệ và
Quản lý Môi trƣờng đã hỗ trợ tôi về vật chất lẫn tinh thần để tơi có thể hồn thành
tốt khóa học.
Xin kính chúc Q Thầy Cơ, gia đình và mọi ngƣời lời chúc sức khỏe và thành
công.
Học viên
Phạm Thị Tuyết Nhung



TÓM TẮT
Đề tài tổng hợp, đánh giá hiện trạng phát thải và xử lý chất thải chăn nuôi của
huyện Củ Chi, từ đó đề xuất mơ hình quản lý chất thải chăn nuôi theo hƣớng kỹ
thuật sinh thái. Để đánh giá hiện trạng phát thải, xử lý chất thải chăn nuôi, số liệu
đƣợc thu thập từ các cơ quan quản lý nhà nƣớc của Tp.HCM và huyện Củ Chi kết
hợp với khảo sát thực tế, phỏng vấn thu thập thông tin địa phƣơng. Hoạt động chăn
nuôi của huyện phát sinh khối lƣợng chất thải rất lớn với 1.415 tấn chất thải
rắn/ngày, 2.153 tấn nƣớc thải/ngày và 886 tấn CO2eq/ngày. Tuy nhiên, hoạt động
này cũng là nguồn gây ô nhiễm môi trƣờng nghiêm trọng khu vực nơng thơn với chỉ
có 11,95% số chuồng trại chăn nuôi hợp vệ sinh; 35% phân bị và 56% phân heo
đƣợc xử lý, quy mơ chăn ni nhỏ lẻ cịn phổ biến và nằm xen kẽ trong khu dân cƣ;
nƣớc thải phát sinh và nƣớc thải sau hầm ủ biogas chƣa đƣợc thu gom, xử lý mà
thải bỏ trực tiếp ra môi trƣờng.
Trên cơ sở các giải pháp đã thực hiện và điều kiện thực tế của địa phƣơng, đề tài đề
xuất mơ hình thí điểm tại xã Tân Thạnh Đông, huyện Củ Chi. Đây là xã có khối
lƣợng phát sinh chất thải chăn ni cao nhất huyện với 21% so với tổng lƣợng chất
thải chăn ni trên địa bàn huyện, nhƣng lại có tỷ lệ chuồng trại hợp vệ sinh (có xây
dựng hầm ủ biogas để xử lý chất thải chăn nuôi) thấp nhất với 3,9% trên tổng số
chuồng trại chăn nuôi của xã. Mô hình đề xuất 90% phân bị và 95% phân heo đƣợc
xử lý bằng hầm ủ biogas, 5% phân bò dùng làm thức ăn ni giun quế, 5% phân bị
và 5% phân heo đƣợc sản xuất compost. Kết quả mơ hình trong một năm cung cấp
cho xã lƣợng nhiệt 21.116 MWh, lƣợng điện 25.621 MWh, 1.325 tấn phân giun
quế, 662 tấn thịt giun, 5.870 tấn phân compost, nƣớc tƣới tiêu, thức ăn chăn ni.
Sản phẩm của mơ hình khơng những đảm bảo tự cung tự cấp các nhu cầu cần thiết
liên quan đến chất thải chăn ni của xã mà cịn cung cấp cho thị trƣờng khu vực
lân cận. Mơ hình xem chất thải chăn nuôi là một nguồn tài nguyên, năng lƣợng
trong quy trình tuần hồn vật chất tự nhiên để có thể xử lý tồn diện chất thải chăn
ni; thu hồi và tiết kiệm tài nguyên, năng lƣợng; góp phần bảo vệ mơi trƣờng; đảm

bảo lợi ích cho cả con ngƣời và môi trƣờng tự nhiên, hƣớng tới một ngành chăn
nuôi phát triển bền vững trong tƣơng lai.


ABSTRACT
The aim of this study was reviewed and evaluated current situation of livestock
waste generation and treatment on Cu Chi district in order to propose ecological
engineering waste management model. To evaluate the current situation, data was
collected from Ho Chi Minh City and Cu Chi district authorities, and field survey
and interview also used to obtain data. The amount of solid waste, wastewater, and
carbon dioxide equivalent daily discharge is about 1,415; 2,153; and 886 tons,
respectively causing serious environmental pollution rural area. In Cu Chi, we
found that on 11.95 % of cages have sanitation facilities, 35 % cow manure and
65% pig manure are collected, wastewater after anaerobic digestion directly
discharges into environment, and almost of live stock is small scale location
residential area.
Basing on the current implementation solution and local condition, Tan Thanh
Dong village was chosen for the pilot modeling. The village is the highest livestock
waste generation (21 % of total waste in Cu Chi), and the lowest cages having
sanitation facilities (3.9 %) comparison to other villages in Cu Chi. The input of
model proposed as following: 90 % cow manure and 95 % pig manure will be
anaerobically digested; 5 % cow manure will be fed red worm; and 5 % pig manure
will be composted. The output results of the model show that livestock waste in the
village can be yearly generated 21,266 MWh of heat, 25,621 MWh electric; 1,325
tons of red worm feces; 662 tons of red worm; 5,870 tons of compost. Products of
the waste management model will not only fulfill the local demand, but also
provided for market in surrounding area. In the model, livestock waste is considered
as resources: energy recovery through natural material cycle; recover and save raw
materials; distribute to environmental protection; ensure benefit for both human and
nature; and forward to sustainable development of livestock industry in the future.



i

MỤC LỤC
MỤC LỤC............................................................................................................... i
DANH SÁCH BẢNG ............................................................................................iii
DANH SÁCH HÌNH.............................................................................................. v
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .............................................................................. vii
PHẦN MỞ ĐẦU .................................................................................................... 1
1. SỰ CẦN THIẾT THỰC HIỆN ĐỀ TÀI .......................................................... 1
2. MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .................................................. 3
.................................................................... 4
4.
.................................................. 5
5. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI ................................................................................. 6
CHƢƠNG 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI ............................................... 8
1.1 KỸ THUẬT SINH THÁI .............................................................................. 8
1.1.1 Khái niệm về kỹ thuật sinh thái ............................................................... 8
1.1.2 Các nguyên tắc của kỹ thuật sinh thái...................................................... 8
1.1.3 Phạm vi ứng dụng của kỹ thuật sinh thái ............................................... 12
1.2 LÝ THUYẾT VỀ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI ............................................ 13
1.2.1 Khái niệm ............................................................................................. 13
1.2.2 Tác động của chất thải chăn nuôi đến môi trƣờng ................................. 14
1.2.3 Các giải pháp xử lý chất thải chăn nuôi ................................................. 15
1.3 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM LIÊN
QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI ........................................................................................ 18
1.3.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới ........................................................ 18
1.3.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam ......................................................... 22
CHƢƠNG 2 HIỆN TRẠNG PHÁT THẢI CHẤT THẢI CHĂN NUÔI TRÊN

ĐỊA BÀN HUYỆN CỦ CHI ................................................................................ 29
2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HUYỆN CỦ CHI .............................................. 29
2.1.1 Điều kiện tự nhiên ................................................................................. 29
2.1.2 Kinh tế - xã hội ..................................................................................... 32
2.2 TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN NGÀNH SẢN XUẤT CHĂN NI ............... 33
2.2.1 Hiện trạng và quy hoạch phát triển ngành sản xuất chăn nuôi của Tp.
HCM ............................................................................................................. 33
2.2.2 Hiện trạng và quy hoạch phát triển ngành sản xuất chăn nuôi của huyện
Củ Chi ........................................................................................................... 39
2.3 HIỆN TRẠNG PHÁT THẢI CHẤT THẢI CHĂN NUÔI TRÊN ĐỊA BÀN
HUYỆN CỦ CHI............................................................................................... 43

GVHD: TS. Đặng Viết Hùng

HVTH: Phạm Thị Tuyết Nhung


ii

2.3.1 Hiện trạng phát thải chất thải chăn nuôi trên địa bàn Tp. HCM ............. 43
2.3.2 Hiện trạng phát thải chất thải chăn nuôi trên địa bàn huyện Củ Chi ....... 46
2.4 CÁC GIẢI PHÁP QUẢN LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI .......................... 52
2.4.1 Các giải pháp quản lý chất thải chăn nuôi hiện nay của Tp.HCM .............. 52
2.4.2 Các giải pháp quản lý chất thải chăn nuôi hiện nay của huyện Củ Chi ...... 66
CHƢƠNG 3 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ CHẤT THẢI THEO HƢỚNG
KỸ THUẬT SINH THÁI .................................................................................... 73
3.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÂY DỰNG MƠ HÌNH QUẢN LÝ CHẤT THẢI
CHĂN NUÔI THEO HƢỚNG KỸ THUẬT SINH THÁI ................................. 73
3.2 ĐỀ XUẤT MƠ HÌNH QUẢN LÝ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI THEO
HƢỚNG KỸ THUẬT SINH THÁI TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN CỦ CHI........... 75

3.2.1 Mục tiêu xây dựng mơ hình quản lý CTCN theo hƣớng kỹ thuật sinh thái
trên địa bàn huyện Củ Chi ............................................................................. 75
3.2.2 Ý tƣởng xây dựng mơ hình ................................................................... 76
3.2.3 Lựa chọn vị trí xây dựng mơ hình thí điểm............................................ 79
3.2.4 Xây dựng mơ hình thí điểm ................................................................... 83
3.2.5 Các phƣơng pháp kỹ thuật áp dụng trong mơ hình thí điểm ................... 85
3.2.6 Xây dựng kế hoạch triển khai mơ hình thí điểm .................................... 98
3.2.7 Đề xuất giải pháp quản lý tổng hợp chất thải chăn ni trên địa bàn
huyện Củ Chi ............................................................................................... 120
3.3 TÍNH KHẢ THI CỦA MƠ HÌNH ............................................................. 128
3.3.1 Tính khả thi về mặt kỹ thuật ................................................................ 128
3.3.2 Tính khả thi về mặt kinh tế .................................................................. 128
3.3.3 Tính khả thi về mặt mơi trƣờng ........................................................... 129
CHƢƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................... 131
4.1 KẾT LUẬN ............................................................................................... 131
4.2 KIẾN NGHỊ .............................................................................................. 132
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 133
PHỤ LỤC ........................................................................................................... 139

GVHD: TS. Đặng Viết Hùng

HVTH: Phạm Thị Tuyết Nhung


iii

DANH SÁCH BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần dinh dƣỡng của phân chuồng (đơn vị: %) [12] ................... 14
Bảng 2.1. Quy hoạch hoạch quỹ đất nông nghiệp thành phố.................................. 35
Bảng 2.2. Kế hoạch sử dụng đất nông nghiệp thành phố ....................................... 36

Bảng 2.3. Kế hoạch phát triển đàn trâu, bò, heo trên địa bàn Tp.HCM đến năm 2020
.............................................................................................................................. 38
Bảng 2.4. Số lƣợng một số loại gia súc của huyện Củ Chi tính đến tháng 3/2012 .. 39
Bảng 2.5. Kế hoạch sử dụng đất nông nghiệp huyện Củ Chi ................................. 40
Bảng 2.6. Quy hoạch quỹ đất nông nghiệp huyện Củ Chi ...................................... 41
Bảng 2.7. Tổng lƣợng chất thải phát sinh do hoạt động chăn nuôi gia súc trên địa
bàn Tp.HCM ......................................................................................................... 43
Bảng 2.8. Tổng hợp lƣợng khí thải phát sinh do hoạt động chăn nuôi trên địa bàn
Tp.HCM ................................................................................................................ 44
Bảng 2.9. Số liệu thống kê chuồng trại gia súc hợp vệ sinh trên địa bàn Tp.HCM . 45
Bảng 2.10 Ƣớc tính khối lƣợng CTCN phát sinh trên địa bàn huyện Củ Chi từ năm
2012 - 2025 ........................................................................................................... 47
Bảng 2.11. Hiện trạng sử dụng CTCN từ heo, bò trên địa bàn huyện Củ Chi [37] . 48
Bảng 2.12. Kết quả thống kê chuồng trại gia súc hợp vệ sinh trên địa bàn huyện Củ
Chi ........................................................................................................................ 49
Bảng 2.13. Kết quả xây dựng mơ hình xử lý chất thải chăn nuôi trong CTVSMTNT
giai đoạn 2008 – 2010 ........................................................................................... 54
Bảng 2.14. Kết quả xây dựng mơ hình xử lý chất thải chăn nuôi trong CTVSMTNT
giai đoạn 2008 – 2010 ........................................................................................... 55
Bảng 2.15. Kế hoạch và kết quả đạt đƣợc sau 3 năm xây dựng hầm biogas, nhà tiêu
hợp vệ sinh ............................................................................................................ 55
Bảng 3.1. Mục tiêu cụ thể khi xây dựng mơ hình xử lý CTCN .............................. 76
Bảng 3.2. So sánh giữa mơ hình chăn ni truyền thống hiện nay với chăn ni an
tồn theo hƣớng sinh thái....................................................................................... 76
Bảng 3.3. Đánh giá mơ hình hiện hữu theo quan điểm sinh thái ............................ 78
Bảng 3.4. Tổng hợp khối lƣợng CTCN phát sinh trên địa bàn huyện Củ Chi năm
2011 [33] ............................................................................................................... 79
Bảng 3.5. Tổng hợp tỷ lệ hộ chăn nuôi xây dựng hầm biogas trên địa bàn huyện Củ
Chi năm 2011 [49] ................................................................................................. 80
Bảng 3.6. Mục tiêu cụ thể của mơ hình thí điểm ở xã Tân Thạnh Đơng................. 83


GVHD: TS. Đặng Viết Hùng

HVTH: Phạm Thị Tuyết Nhung


iv

Bảng 3.7. Thành phần các chất khí trong khí biogas

[50] ................................... 85

Bảng 3.8. Mối quan hệ giữa hàm lƣợng CH4 và nhiệt trị có trong biogas [50] ....... 86
Bảng 3.9. Đặc trƣng nƣớc thải nuôi heo [52] ......................................................... 86
Bảng 3.10. Kết quả phân tích chất lƣợng nƣớc thải chăn ni sau hầm ủ biogas [44]
.............................................................................................................................. 87
Bảng 3.11. Thành phần hóa học của lục bình [53] ................................................. 88
Bảng 3.12. Đặc điểm và hiệu quả xử lý cả quá trình ủ phân [54], [55]................... 90
Bảng 3.13. Thành phần các chất trong giun quế sấy khơ [15] ................................ 94
Bảng 3.14. Thành phần hóa học trong chất thải trƣớc và sau khi cho giun ăn [15] . 95
Bảng 3.15. Số lƣợng hộ chăn nuôi có quy mơ đàn ít hơn 6 con bị và 10 con heo của
xã Tân Thạnh Đông [57]...................................................................................... 100
Bảng 3.16. Kích thƣớc hầm biogas theo số lƣợng gia súc [60] ............................ 103
Bảng 3.17. Số lƣợng hầm biogas trên địa bàn xã Tân Thạnh Đông năm 2012 [57]
............................................................................................................................ 104
Bảng 3.18. Số lƣợng hầm biogas cần đầu tƣ trên địa bàn xã Tân Thạnh Đơng [49],
[57]...................................................................................................................... 105
Bảng 3.19. Tính tốn tổng lƣợng nhiệt cần cung cấp cho các hộ chăn nuôi trên địa
bàn xã .................................................................................................................. 107
Bảng 3.20. Ƣớc tính tổng lƣợng nƣớc sử dụng cho hoạt động chăn nuôi trên địa bàn

xã Tân Thạnh Đơng ............................................................................................. 107
Bảng 3.21. Số liệu tính tốn khi nuôi giun quế đối với các quy mô chăn ni bị trên
địa bàn xã Tân Thạnh Đơng................................................................................. 110
Bảng 3.22. Tình hình sản xuất trồng trọt trên địa bàn xã Tân Thạnh Đông .......... 111
Bảng 3.23. Nhu cầu lƣợng phân giun quế và phân compost dùng cho trồng trọt trên
địa bàn xã Tân Thạnh Đông................................................................................. 112
Bảng 3.24. Nhu cầu thể tích ao ni lục bình ...................................................... 113
Bảng 3.25. Lƣợng khí biogas sinh ra từ phƣơng pháp ủ kỵ khí bằng hầm ủ biogas
trong mơ hình thí điểm ........................................................................................ 114
Bảng 3.26. Tổng hợp kết quả tính tốn mơ hình thí điểm ở xã Tân Thạnh Đơng . 116
Bảng 3.27. Lợi ích của mơ hình thí điểm ở xã Tân Thạnh Đơng .......................... 119
Bảng 3.28. Tình hình sản xuất chăn ni của xã Tân Thạnh Đơng [57] ............... 123
Bảng 3.29. Tính khả thi về mặt kỹ thuật của mơ hình .......................................... 128
Bảng 3.30. Tính khả thi về mặt kinh tế của mơ hình ............................................ 129
Bảng 3.31. Tính khả thi về mặt mơi trƣờng của mơ hình ..................................... 129

GVHD: TS. Đặng Viết Hùng

HVTH: Phạm Thị Tuyết Nhung


v

DANH SÁCH HÌNH
Hình 1.1. Mơ hình nơng nghiệp sinh thái. ............................................................. 10
Hình 1.2. Chu trình dinh dƣỡng trong hệ thống tổ chức của hệ sinh thái nơng
nghiệp. .................................................................................................................. 12
Hình 1.3. Sơ đồ hệ thống xử lý chất thải chăn nuôi tại Durham, bang California, Mỹ
[33]........................................................................................................................ 20
Hình 1.4. Sơ đồ hệ thống xử lý chất thải chăn nuôi tại Ấn Độ [85]........................ 20

Hình 2.1. Bản đồ hành chính huyện Củ Chi. ......................................................... 29
Hình 2.2. Số lƣợng chuồng trại hợp vệ sinh trên địa bàn Tp.HCM năm 2011. ....... 45
Hình 2.3. So sánh số lƣợng chuồng trại hợp vệ sinh với tổng số chuồng trại trên địa
bàn huyện Củ Chi. ................................................................................................. 50
Hình 2.4. Hình ảnh thực tế hiện trạng phát thải CTCN trên địa bàn xã Tân Thạnh
Đông, huyện Củ Chi. ............................................................................................. 51
Hình 2.5. Dịng năng lƣợng vật chất trong mơ hình VAC đang áp dụng ở Việt Nam.
.............................................................................................................................. 65
Hình 2.6. Sản phẩm compost từ sau quá trình xử lý bằng biogas nƣớc thải chăn
ni bị tại xã Tân Thơng Hội, huyện Củ Chi......................................................... 68
Hình 2.7. Trại ni heo Gia Phát theo tiêu chuẩn VietGAHP. ............................... 68
Hình 2.8. Mơ hình VAC của hộ Trần Văn Khoản – xã Trung Lập Hạ, huyện Củ
Chi. ....................................................................................................................... 69
Hình 2.9. Khu du lịch vƣờn sinh thái xã Trung An, huyện Củ Chi. ....................... 70
Hình 3.1. Sơ đồ dịng năng lƣợng vật chất trong các mơ hình xử lý CTCN. .......... 77
Hình 3.2. Vị trí của xã Tân Thạnh Đông trong địa bàn huyện Củ Chi. .................. 82
Hình 3.3. Mơ hình xử lý CTCN thí điểm ở xã Tân Thạnh Đơng, huyện Củ Chi. ... 84
Hình 3.4. Ứng dụng lục bình trong xử lý nƣớc thải. .............................................. 89
Hình 3.5. Chuồng ni giun quế. .......................................................................... 91
Hình 3.6. Sản phẩm từ q trình ni giun quế. .................................................... 95
Hình 3.7. Cấu tạo của hầm biogas kiểu Thái Lan – Đức. ..................................... 103
Hình 3.8. Một số thiết bị sử dụng khí biogas từ hầm ủ kỵ khí CTCN. ................. 105
Hình 3.9. Dòng cân bằng vật chất của các thành phần trong mơ hình thí điểm. ... 118
Hình 3.10. Bản đồ địa hình tự nhiên và phân bố dân cƣ của xã Tân Thạnh Đơng.
............................................................................................................................ 122
Hình 3.11. Vùng quy hoạch dự kiến tập trung sản xuất chăn nuôi của xã Tân Thạnh
Đông. .................................................................................................................. 124

GVHD: TS. Đặng Viết Hùng


HVTH: Phạm Thị Tuyết Nhung


vi

Hình 3.12. Mơ hình thể hiện mối liên kết giữa các nhóm liên quan trong hoạt động
sản xuất chăn ni. .............................................................................................. 126

GVHD: TS. Đặng Viết Hùng

HVTH: Phạm Thị Tuyết Nhung


vii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
BOD: Biochemical oxygen demand – Nhu cầu oxy sinh học
COD: Chemical oxygen demand – Nhu cầu oxy hóa học
CTCN: Chất thải chăn ni
HCN: Hộ chăn ni
HTX: Hợp tác xã
LIFSAP: Dự án cạnh tranh ngành chăn nuôi và an toàn thực phẩm
QSEAP-BDP: Dự án nâng cao chất lƣợng, an tồn sản phẩm nơng nghiệp và phát
triển chƣơng trình khí sinh học
QVCN: Quy chuẩn kỹ thuật Việt Nam
SS: Suspended solid – chất rắn lơ lửng
TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam
Tp. HCM: thành phố Hồ Chí Minh
VAC: Mơ hình Vƣờn – Ao – Chuồng
VietGAPH (Vietnamese Good Agricultural Practices): Thực hành sản xuất nông

nghiệp tốt ở Việt Nam theo các tiêu chí do Bộ Nơng nghiệp và Phát triển Nơng thơn
ban hành.

GVHD: TS. Đặng Viết Hùng

HVTH: Phạm Thị Tuyết Nhung


1

PHẦN MỞ ĐẦU
1. SỰ CẦN THIẾT THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
Theo thống kê đất đai đến ngày 01/01/2011, diện tích đất nông nghiệp của nƣớc ta
là 26.226.396 ha trên tổng diện tích 33.095.740 ha (chiếm khoảng 79% tổng diện
tích đất tự nhiên của cả nƣớc) [1]. Với tỷ lệ diện tích đất nông nghiệp nhƣ hiện nay,
nền kinh tế nƣớc ta vẫn là phát triển chủ yếu bằng nông nghiệp và trở thành nƣớc
xuất khẩu hàng đầu thế giới về các sản phẩm nông nghiệp đặc biệt là hạt điều, hạt
tiêu, gạo và cà phê. Trong đó, ngành chăn ni cũng có nhiều phát triển mạnh mẽ,
góp phần cung cấp thịt, sữa,… đảm bảo nhu cầu thực phẩm cần thiết cho ngƣời dân.
Mặc dù, nƣớc ta ln hƣớng tới q trình cơng nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nƣớc,
nhất là ở các đô thị lớn, nhƣng vẫn chú trọng phát triển nông nghiệp để đảm bảo
nhu cầu tự cung cấp lƣơng thực, thực phẩm và giải quyết vấn đề lao động cho ngƣời
nơng dân. Thành phố Hồ Chí Minh (Tp.HCM) là đô thị công nghiệp lớn nhất nƣớc
nhƣng đồng thời cũng chú trọng tập trung phát triển nông nghiệp ở các quận, huyện
ngoại thành với quy hoạch phát triển nông nghiệp tất cả các ngành trồng trọt, chăn
nuôi, nuôi trồng thủy sản, lâm nghiệp, diêm nghiệp, sản xuất giống và phát triển
nông lâm ngƣ nghiệp kết hợp du lịch sinh thái. Giá trị sản xuất nông nghiệp trên địa
bàn thành phố năm 2011 ƣớc đạt 8.801,5 tỉ đồng trong đó cơ cấu ngành chăn nuôi
chiếm tỷ lệ cao nhất 60,4% [2]. Chăn nuôi ở Tp.HCM chủ yếu là chăn nuôi bò sữa,
trâu, heo, chim yến và cá sấu tập trung ở các huyện ngoại thành nhƣ Cần Giờ, Bình

Chánh, Củ Chi,…
Ngành chăn nuôi của Tp.HCM tập trung chủ yếu ở huyện Củ Chi với tỷ lệ cao về số
lƣợng con trên tổng số lƣợng con của toàn Tp.HCM, cụ thể: trâu chiếm 53,2%, bò
chiếm 52,7%, bò sữa chiếm 47%, heo chiếm 43,8%, gia cầm chiếm 100% [3]. Với
số lƣợng đàn gia súc, gia cầm này, ngành chăn nuôi của huyện Củ Chi đóng góp
phần lớn nguồn lƣơng thực, thực phẩm cho địa bàn huyện nói riêng và cho thành
phố nói chung. Bên cạnh những lợi ích về mặt kinh tế, xã hội, ngành chăn nuôi của
huyện Củ Chi cũng phát sinh ra lƣợng lớn chất thải gây ô nhiễm môi trƣờng nông
thôn.

GVHD: TS. Đặng Viết Hùng

HVTH: Phạm Thị Tuyết Nhung


2

Theo báo cáo của Trạm Thú y huyện Củ Chi, trên địa bàn huyện có 189.639 con
heo và 67.176 con bò. Với hệ số phát thải đối với heo (2,5 kg chất thải
rắn/con/ngày, 2,5 lít nƣớc thải/con/ngày) và bị (14 kg chất thải rắn/con/ngày, 25 lít
nƣớc thải/con/ngày) [4], [5] cộng với số lƣợng heo, bò trên địa bàn huyện Củ Chi,
từ đó ta ƣớc tính tổng lƣợng chất thải phát sinh trên địa bàn huyện là 1.415 tấn chất
thải rắn/ngày và 2.153 m3 nƣớc thải/ngày. Hình thức chăn ni chủ yếu hiện nay là
chăn nuôi tự phát, phân tán và nhỏ lẻ. Ngƣời dân xây dựng chuồng trại và chăn thả
ngay trong khu dân cƣ, chất thải chăn nuôi phát sinh chƣa đƣợc thu gom, xử lý theo
đúng quy định môi trƣờng, hiểu biết của ngƣời dân về quản lý chất thải chăn ni
cịn thấp. Vì vậy, hầu nhƣ chất thải chăn nuôi (CTCN) hiện nay vẫn chƣa đƣợc xử
lý, gây ô nhiễm môi trƣờng, tăng nguy cơ dịch bệnh cho đàn gia súc, gia cầm và con
ngƣời.
Hiện nay, các phƣơng pháp xử lý chất thải chăn nuôi chủ yếu là sử dụng mơ hình

hầm biogas thu khí sinh học, mơ hình ủ phân compost,… Các phƣơng pháp này giải
quyết đƣợc nhiều vấn đề về chất thải rắn, lỏng, khí trong chăn ni, đồng thời nó
cũng đem lại lợi ích kinh tế cho ngƣời nông dân từ việc sử dụng khí sinh học làm
năng lƣợng đốt cho gia đình, tận dụng phân compost bón cho cây trồng. Tuy nhiên,
hiện nay, các mơ hình xử lý CTCN chỉ áp dụng cho các trang trại có quy mơ tƣơng
đối lớn, các hộ chăn nuôi (HCN) nhỏ vẫn chƣa đƣợc tiếp cận với các phƣơng pháp
này và hiểu biết về chúng cũng còn hạn chế.
Các giải pháp quản lý, xử lý CTCN hiện nay còn manh mún, rời rạc, chỉ tập trung
vào việc xử lý chất thải, giải quyết phát sinh trƣớc mắt mà chƣa xem xét một cách
tổng thể chu trình tuần hoàn vật chất của CTCN để giải quyết triệt để vấn đề ô
nhiễm môi trƣờng do hoạt động chăn nuôi gây ra. CTCN không phải là một dạng
chất thải mà là một dạng vật chất trong vịng tuần hồn tự nhiên của tài nguyên
thiên nhiên. Việc áp dụng các giải pháp quản lý, xử lý CTCN phải dựa trên nguyên
tắc của vịng tuần hồn tự nhiên này nhằm hƣớng tới một ngành chăn nuôi phát
triển bền vững, bảo vệ môi trƣờng, sử dụng năng lƣợng, tài nguyên tiết kiệm và
hiệu quả. Để đạt đƣợc các mục tiêu trên, việc ứng dụng kỹ thuật sinh thái trong
quản lý, xử lý CTCN là một giải pháp hiệu quả và rất cần thiết.

GVHD: TS. Đặng Viết Hùng

HVTH: Phạm Thị Tuyết Nhung


3

Từ những cơ sở trên, tác giả thực hiện đề tài “Đề xuất giải pháp quản lý chất thải
chăn nuôi theo hƣớng kỹ thuật sinh thái tại huyện Củ Chi, Tp.HCM” nhằm xác định
hiện trạng phát thải CTCN trên địa bàn huyện Củ Chi và từ đó đề xuất các giải pháp
quản lý, xử lý CTCN theo kỹ thuật sinh thái, tạo mơi trƣờng hài hịa giữa con ngƣời
và tự nhiên, hƣớng tới một nền nông nghiệp bền vững trong tƣơng lai.

2. MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
 Mục tiêu nghiên cứu
Đề tài xây dựng mơ hình quản lý tổng hợp CTCN theo hƣớng kỹ thuật sinh thái trên
địa bàn huyện Củ Chi nhằm hƣớng tới một nền nông nghiệp phát triển bền vững,
góp phần bảo vệ mơi trƣờng, bảo tồn tài nguyên và phát triển cân bằng các yếu tố
kinh tế – xã hội – môi trƣờng
 Nội dung nghiên cứu
Để đạt đƣợc các mục tiêu nêu trên, đề tài tập trung nghiên cứu các nội dung sau:
Nội dung 1 Đánh giá hiện trạng phát thải CTCN trên địa bàn huyện Củ Chi. Nội
dung này gồm các bƣớc:
- Thu thập các thông tin về điều kiện tự nhiên bao gồm: vị trí địa lý, khí hậu, điều
kiện khí tƣợng – thủy văn, địa hình – địa chất;
- Thu thập các thơng tin về tình hình phát triển kinh tế - xã hội của huyện trong
thời gian gần nhất (năm 2011);
- Thu thập các tài liệu về tình hình sản xuất và quy hoạch phát triển chăn nuôi
của Tp.HCM nói chung, huyện Củ Chi nói riêng;
- Ƣớc tính tổng lƣợng phát thải CTCN trên địa bàn huyện Củ Chi;
- Tổng hợp, đánh giá hiện trạng phát thải CTCN của huyện Củ Chi.
Nội dung 2 Đề xuất mơ hình quản lý, xử lý CTCN trên địa bàn huyện Củ Chi theo
hƣớng kỹ thuật sinh thái. Nội dung này gồm các bƣớc nhƣ sau:
- Tổng quan cơ sở lý thuyết về kỹ thuật sinh thái ứng dụng trong quản lý và xử lý
CTCN;
- Thu thập các giải pháp quản lý CTCN theo hƣớng kỹ thuật sinh thái đã áp dụng
trên thế giới và ở Việt Nam;
GVHD: TS. Đặng Viết Hùng

HVTH: Phạm Thị Tuyết Nhung


4


- Thu thập các giải pháp quản lý CTCN đã thực hiện ở huyện Củ Chi thơng qua
các chƣơng trình, giải pháp, kế hoạch đã thực hiện;
- Đề xuất mô hình quản lý CTCN theo hƣớng kỹ thuật sinh thái.
Nội dung 3 Xây dựng kế hoạch triển khai mơ hình thí điểm theo hƣớng kỹ thuật
sinh thái.

đạt đƣợc

nghiên cứu

Phƣơng pháp tổng quan tài liệu
Phƣơng pháp này đƣợc thực hiện trong suốt quá trình nghiên cứu nhƣng chủ yếu tập
trung vào giai đoạn đầu nhằm tạo một cách nhìn tồn diện về các tài liệu có liên
quan, về các cơng trình nghiên cứu đã thực hiện trong và ngoài nƣớc. Khi đó, tác
giả sẽ có đƣợc những cơ sở dữ liệu ban đầu và những số liệu có sẵn từ các báo cáo
khoa học, bài báo nghiên cứu, các tạp chí,… Đây là cơ sở quan trọng để tác giả có
đƣợc các giả thuyết, dữ liệu thông tin và ý kiến cũng nhƣ cách tiếp cận và giải quyết
vấn đề. Những tài liệu này sẽ giúp tác giả tổng hợp đƣợc những giải pháp quản lý
CTCN theo hƣớng kỹ thuật sinh thái đã đƣợc áp dụng trong và ngoài nƣớc, từ đó đề
xuất giải pháp quản lý theo hƣớng kỹ thuật sinh thái đối với CTCN trên địa bàn
huyện Củ Chi.
Phƣơng pháp khảo sát thực tế thu thập dữ liệu
Phƣơng pháp này nhằm thu thập những dữ liệu thực tế của huyện Củ Chi về số
lƣợng đàn heo, bò sữa và dựa theo các hệ số phát thải CTCN của từng loại gia súc
có thể tính tốn đƣợc tổng lƣợng CTCN phát sinh trên địa bàn huyện. Kết hợp với
khảo sát hiện trạng môi trƣờng thực tế sẽ đánh giá hiện trạng phát thải chăn nuôi
của huyện. Đồng thời, thu thập thơng tin về các loại hình chăn ni hiện nay, những
biện pháp, những chƣơng trình, kế hoạch đã thực hiện ở huyện Củ Chi, các tài liệu
về quy hoạch, định hƣớng phát triển ngành chăn nuôi của huyện Củ Chi để phục vụ

cho việc đề xuất giải pháp quản lý thích hợp.

GVHD: TS. Đặng Viết Hùng

HVTH: Phạm Thị Tuyết Nhung


5

Phƣơng pháp thống kê, phân tích và so sánh
Các số liệu, thông tin sẽ đƣợc thống kê bằng Word, Excel và trình bày ở dạng bảng,
biểu sơ đồ. Từ việc thống kê, các thơng tin sẽ đƣợc phân tích, so sánh để đánh giá
hiện trạng CTCN của huyện Củ Chi và từ đó hình thành các giải pháp quản lý
CTCN theo hƣớng kỹ thuật sinh thái, phù hợp với định hƣớng phát triển ngành chăn
nuôi của huyện Củ Chi.
Phƣơng pháp chuyên gia
Phƣơng pháp lấy ý kiến của các chuyên gia sẽ giúp cho việc đánh giá hiện trạng
phát sinh CTCN và tìm ra các giải pháp quản lý theo hƣớng kỹ thuật sinh thái. Các
giải pháp quản lý CTCN theo hƣớng kỹ thuật sinh thái đƣợc đề xuất sẽ đƣợc gửi
đến các chuyên gia là các cán bộ quản lý và nhà khoa học trong lĩnh vực tƣơng ứng
nhằm có đƣợc sự góp ý và bổ sung để hồn chỉnh giải pháp.
Phƣơng pháp kỹ thuật sinh thái
Dựa vào nguyên tắc của kỹ thuật sinh thái, từ đó vận dụng vào việc ứng dụng kỹ
thuật sinh thái trong xử lý/quản lý CTCN. Đề tài xác định phƣơng pháp chính đƣợc
áp dụng là xem CTCN là một dạng vật chất trong chuỗi thức ăn của hệ sinh thái,
trong chu trình tuần hồn vật chất tự nhiên. Từ đó, sử dụng CTCN là nguồn tài
nguyên, năng lƣợng phục vụ lại cho cuộc sống con ngƣời và góp phần bảo vệ mơi
trƣờng sống theo hƣớng bền vững.

Hoạt động chăn nuôi trên địa bàn Tp.HCM tập trung tại 5 huyện: Cần Giờ, Nhà Bè,

Bình Chánh, Hóc Mơn và Củ Chi. Trong đó, huyện Củ Chi tập trung tỷ lệ cao về số
lƣợng con trên tổng số lƣợng con của tồn Tp.HCM. Bên cạnh đó, ngành chăn nuôi
của huyện Củ Chi tập trung phát triển hai loại gia súc chính là heo và bị sữa. Do đó,
đối tƣợng nghiên cứu của đề tài sẽ tập trung vào 2 đối tƣợng heo và bò sữa trên địa
bàn huyện Củ Chi.

GVHD: TS. Đặng Viết Hùng

HVTH: Phạm Thị Tuyết Nhung


6

5. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
 Ý nghĩa khoa học
Đề tài thực hiện đầu tiên ở huyện Củ Chi, tập trung vào đánh giá hiện trạng CTCN
(đối với heo và bò sữa) đem lại những ý nghĩa khoa học nhƣ sau:
- Đóng góp thêm một mơ hình phát triển theo hƣớng bền vững;
- Tăng cƣờng ứng dụng kỹ thuật sinh thái trong việc giảm thiểu, xử lý ô nhiễm do
hoạt động chăn ni và góp phần bảo vệ mơi trƣờng trong lĩnh vực nông nghiệp;
- Bổ sung cơ sở dữ liệu trong lĩnh vực kỹ thuật sinh thái.
 Ý nghĩa thực tiễn
Với mục tiêu phát triển một ngành nông nghiệp bền vững trong tƣơng lai ở các
huyện ngoại thành Tp.HCM, kết quả đề tài nhằm mục tiêu quản lý CTCN theo
hƣớng kỹ thuật sinh thái hƣớng đến phát triển bền vững, phù hợp với thực tế định
hƣớng phát triển của thành phố. Đồng thời, kết quả đề tài có thể ứng dụng mở rộng
ra các huyện ngoại thành Tp.HCM cũng nhƣ các địa phƣơng khác và với quy mô
lớn hơn.
Đề tài cũng góp phần vào tiến trình chung của cả nƣớc và Tp.HCM trong việc phát
triển một nền nông nghiệp bền vững thể hiện qua các văn bản pháp lý cụ thể nhƣ

sau:
- Quyết định số 124/QĐ-TTg ngày 02/02/2012 của Thủ tƣớng Chính phủ về phê
duyệt quy hoạch tổng thể phát triển sản xuất ngành nông nghiệp đến năm 2020
và tầm nhìn đến 2030;
- Quyết định số 5930/QĐ-UBND ngày 28/12/2009 của UBND Tp.HCM về phê
duyệt quy hoạch sản xuất nông nghiệp phát triển nơng thơn thành phố Hồ Chí
Minh đến năm 2020 và tầm nhìn 2025;
- Quyết định số 13/2011/QĐ-UBND ngày 09/3/2011 của UBND Tp.HCM về phê
duyệt Chƣơng trình chuyển dịch cơ cấu nông nghiệp theo hƣớng nông nghiệp
đô thị trên địa bàn thành phố giai đoạn 2011 – 2015;

GVHD: TS. Đặng Viết Hùng

HVTH: Phạm Thị Tuyết Nhung


7

- Quyết định 2011/QĐ-UBND ngày 07/5/2011 của UBND Tp.HCM về phê duyệt
“đề án phát triển nông nghiệp đô thị trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh đến
năm 2020 và tầm nhìn đến năm 2025”;
- Quyết định số 3178/QĐ-UBND ngày 22/6/2011 của UBND Tp.HCM về việc
phê duyệt quy hoạch phát triển chăn nuôi gia súc, gia cầm trên địa bàn Thành
phố Hồ Chí Minh đến năm 2020 và định hƣớng đến năm 2025;
- Quyết định 4320/QĐ-UBND ngày 12/9/2011 của UBND Tp.HCM về phê duyệt
chƣơng trình phát triển chăn ni bị sữa trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh
giai đoạn 2011 – 2015;
 Ý nghĩa xã hội
Đề tài góp phần giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trƣờng do hoạt động chăn ni, góp
phần bảo vệ mơi trƣờng sống cũng nhƣ sức khỏe của ngƣời dân khu vực nông thôn.

Đồng thời, nó cũng góp phần nâng cao nhận thức của ngƣời nông dân về bảo vệ
môi trƣờng, nâng cao sức khỏe ngƣời nơng dân, góp phần phát triển kinh tế gia đình
nâng cao chất lƣợng cuộc sống.

GVHD: TS. Đặng Viết Hùng

HVTH: Phạm Thị Tuyết Nhung


8

CHƢƠNG 1
CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI
1.1 KỸ THUẬT SINH THÁI
1.1.1 Khái niệm về kỹ thuật sinh thái
Hiện nay, kỹ thuật sinh thái là một lĩnh vực tƣơng đối mới nên khái niệm về nó vẫn
chƣa có một khái niệm chung thống nhất. Một số khái niệm về kỹ thuật sinh thái chỉ
phản ánh đƣợc những khía cạnh riêng biệt của thực tiễn.
Khái niệm đầu tiên về kỹ thuật sinh thái xuất hiện vào năm 1962 của Howard W.
Odum. Ông định nghĩa kỹ thuật sinh thái là “các trƣờng hợp con ngƣời sử dụng một
lƣợng nhỏ năng lƣợng từ tự nhiên nhƣng có khả năng tạo ra hiệu quả cao trong việc
sản xuất” và “việc con ngƣời sử dụng một lƣợng nhỏ nguồn năng lƣợng bổ sung từ
môi trƣờng để kiểm sốt hệ thống mà trong đó nguồn năng lƣợng chính vẫn đƣợc
lấy từ các nguồn tự nhiên”. Đến năm 1971, ông đã phát triển khái niệm về kỹ thuật
sinh thái trong cuốn sách “Môi trƣờng, năng lƣợng và xã hội” nhƣ sau: “Quản lý tự
nhiên là kỹ thuật sinh thái, một nỗ lực với sự hỗ trợ của các lĩnh vực riêng lẻ đến
các kỹ thuật thƣơng mại, là một ngƣời bạn thân thiết với tự nhiên” [6].
Mitsch và J rgensen thì định nghĩa “kỹ thuật sinh thái là thiết kế của xã hội loài
ngƣời phù hợp với mơi trƣờng tự nhiên để phục vụ lợi ích cho cả hai” [7]. Sau đó,
định nghĩa này đƣợc phát triển thành “kỹ thuật sinh thái là thiết kế những hệ thống

bền vững dựa trên các nguyên lý sinh thái, hòa hợp giữa xã hội con ngƣời với môi
trƣờng tự nhiên và đảm bảo lợi ích cho cả hai [8]. Mistch cho rằng mục tiêu của kỹ
thuật sinh thái là phục hồi những hệ sinh thái đã bị tàn phá do các hoạt động của con
ngƣời và phát triển hệ sinh thái bền vững mới, có lợi cho cả con ngƣời và tự nhiên
[9].
1.1.2 Các nguyên tắc của kỹ thuật sinh thái
Nhiều tác giả đã nghiên cứu và đề xuất nhiều khái niệm về nguyên tắc của kỹ thuật
sinh thái nhƣ sau [9]:
- Odum đề xuất 20 khái niệm sinh thái và các yêu cầu thiết kế;

GVHD: TS. Đặng Viết Hùng

HVTH: Phạm Thị Tuyết Nhung


9

- Straskraba mô tả 7 nguyên tắc hệ sinh thái và 17 quy tắc thực hành;
- Mitsch trình bày 8 nguyên tắc thiết kế vùng đất ngập nƣớc;
- Todd và Todd đề xuất 9 quy tắc sinh thái;
- Van der Ryn và Cowan đề xuất 5 nguyên tắc thiết kế sinh thái;
- Holling cũng đề ra các đặc điểm hệ sinh thái có ý nghĩa đối với thiết kế;
- J rgensen và Neilsen đề xuất 12 nguyên tắc cho các ứng dụng sinh thái nông
nghiệp;
- Zalewski xác định 3 nguyên tắc cho việc nghiên cứu thủy sinh.
Các nguyên tắc đều là sự tổng hợp từ các giải pháp, kiến nghị nhƣng đều có sự
thống nhất chung. 5 nguyên tắc đánh dấu mở ra thời kỳ của kỹ thuật sinh thái nhƣ
sau [6]:
- Nguyên tắc 1: Dựa trên khả năng tự thiết kế của hệ sinh thái.
Khả năng tự thiết kế liên quan đến một đặc tính quan trọng của hệ sinh thái là

việc tự tổ chức để tạo ra và bảo tồn chúng. Nguyên tắc này đƣợc sử dụng để con
ngƣời tạo ra hoặc bảo tồn các hệ sinh thái đảm bảo mối quan hệ hài hòa giữa
nhân tạo và các thành phần tự nhiên;
- Nguyên tắc 2: Tuân theo nguyên tắc lý thuyết của kỹ thuật sinh thái.
Lý thuyết sinh thái là nền tảng về ngôn ngữ và thực tiễn của kỹ thuật sinh thái.
Nó cung cấp các kỹ thuật cho việc nghiên cứu nền tảng về sinh thái và phát
triển các lĩnh vực của sinh thái học;
- Nguyên tắc 3: Dựa trên phương pháp tiếp cận hệ thống tổng hợp.
Kỹ thuật sinh thái đòi hỏi một quan điểm tổng thể hơn là thực hiện nhiều chiến
lƣợc quản lý hệ sinh thái. Kỹ thuật sinh thái chú trọng đến việc xem xét tổng thể
hệ sinh thái, không chỉ là xem xét từng lồi trong hệ sinh thái đó;
- Ngun tắc 4: Bảo tồn các nguồn năng lượng không tái tạo.

GVHD: TS. Đặng Viết Hùng

HVTH: Phạm Thị Tuyết Nhung


10

Kỹ thuật sinh thái sử dụng nguồn năng lƣợng chính của các hệ sinh thái là năng
lƣợng mặt trời, sử dụng rất ít nguồn năng lƣợng tái tạo nên chi phí ít hơn và giải
quyết đƣợc các đề mơi trƣờng và tài nguyên;
- Nguyên tắc 5: Hỗ trợ việc bảo tồn sinh học.
Kỹ thuật sinh thái là việc chúng ta cộng sinh với tự nhiên để phục vụ cuộc sống
và đồng thời bảo tồn nó.
Việc ứng dụng kỹ thuật sinh thái trong nông nghiệp cũng dựa trên 5 nguyên tắc
trên. Bên cạnh đó, nơng nghiệp sinh thái cịn tn theo những nguyên tắc phù hợp
hơn trong lĩnh vực này. J rgensen và Neilsen đã đề xuất 12 nguyên tắc ứng dụng kỹ
thuật sinh thái trong nông nghiệp nhƣ sau [10]:

- Nguyên lý 1: Cấu trúc và chức năng của hệ sinh thái được xác định bởi chức
năng vận động của hệ thống. Hệ sinh thái là một hệ thống mở, có sự trao đổi
giữa sinh khối và năng lƣợng với mơi trƣờng (Hình 1.1). Các hoạt động của con
ngƣời đối với nông nghiệp và các thành phần của HST nông nghiệp sẽ làm ảnh
hƣởng tới các hệ sinh thái liền kề;

Hình 1.1. Mơ hình nơng nghiệp sinh thái.

- Ngun lý 2: Tính tự cân bằng của hệ sinh thái địi hỏi sự phù hợp giữa chức
năng sinh học và các thành phần hóa học của nó. Chức năng sinh hóa của sinh
vật sống xác định thành phần của chúng. Việc sử dụng quá mức các hóa chất
vào một hệ sinh thái, nếu dƣ thừa sẽ tác động tới các hệ sinh thái khác và tác
động trở lại nó;

GVHD: TS. Đặng Viết Hùng

HVTH: Phạm Thị Tuyết Nhung


11

- Nguyên lý 3: Nông nghiệp sinh thái cần thiết trong quản lý mơi trường để tạo
cân bằng chu trình tuần hoàn và tỷ lệ giữa các hệ sinh thái để giảm tác động ơ
nhiễm. Các q trình sinh thái nơng nghiệp là các tính tốn về nồng độ dinh
dƣỡng: giữa nồng độ dinh dƣỡng đầu vào (phân bón, thức ăn gia súc,…) với sản
phẩm đầu ra (thịt, sữa, ngũ cốc,…), đây là cách tốt nhất để giảm thiểu ô nhiễm;
- Nguyên lý 4: Hệ sinh thái là một hệ thống tự thiết kế. Càng nhiều hệ thống đƣợc
thiết kế tự nhiên, thì càng tốn ít chi phí năng lƣợng để duy trì hệ thống. Một hệ
sinh thái khơng đƣợc thiết kế theo tự nhiên sẽ kéo theo nhiều tác động tới các hệ
sinh thái khác và tác động ngƣợc trở lại làm hại hệ sinh thái hiện có;

- Nguyên lý 5: Quy trình của hệ sinh thái có đặc tính khơng gian và thời gian nên
được quy hoạch trong quản lý môi trường. Trong quy hoạch môi trƣờng xem
xét yếu tố khơng gian để duy trì tính đa dạng sinh học và yếu tố thời gian phằm
phát triển tốt hệ sinh thái, đem lại nhiều lợi ích cho con ngƣời và mơi trƣờng;
- Ngun lý 6: Tính đa dạng về hóa học và sinh học của hệ sinh thái đóng góp
vào khả năng bảo vệ và khả năng tự thiết kế của hệ sinh thái. Sử dụng nhiều
loại thành phần hóa học và sinh học để duy trì khả năng tự thiết kế của hệ sinh
thái.Từ đó tạo một vùng đệm đủ lớn để tránh các tác động từ ô nhiễm do con
ngƣời;
- Nguyên lý 7: Loài chuyển tiếp sinh thái, vùng chuyển tiếp có vai trị quan trọng
như màng tế bào của hệ sinh thái. Vùng chuyển tiếp quan trọng trong việc giảm
thiểu phát tán ô nhiễm từ vùng canh tác ra hệ sinh thái lân cận;
- Nguyên lý 8: Mối liên quan giữa các hệ sinh thái nên được tận dụng để mang
lại lợi ích cho hệ sinh thái trong việc ứng dụng kỹ thuật sinh thái và quản lý môi
trường trong nông nghiệp. Mối liên hệ làm chuyển các chất gây tác động từ hệ
sinh thái này tới các hệ sinh thái khác, nên cần đảm bảo tránh phát thải các chất
ô nhiễm làm gây tác động tới môi trƣờng của hệ sinh thái nông nghiệp;
- Nguyên lý 9: Ứng dụng kỹ thuật sinh thái và quản lý môi trường phải xem xét
các thành phần của hệ sinh thái. Các thành phần này đƣợc kết nối, liên quan
với nhau hình thành một mạng lƣới, và có tác động trực tiếp với nhau. Các

GVHD: TS. Đặng Viết Hùng

HVTH: Phạm Thị Tuyết Nhung


12

thành phần hệ sinh thái có mối liên hệ chặt chẽ nên khi tác động lên một thành
phần trong hệ sinh thái có thể gây tác động xấu đến các thành phần cịn lại.;

- Ngun lý 10: Các HST thơng thường cũng có lịch sử trong việc ứng dụng kỹ
thuật sinh thái và quản lý môi trường. Các hệ sinh thái tồn tại lâu đời, có tính đa
đạng sinh học cao, có khả năng giảm thiểu phát thải ơ nhiễm ra mơi trƣờng. Vì
vậy, cần phải duy trì các hệ sinh thái hiện có, bảo tồn và phát triển các hệ sinh
thái mới theo hƣớng tƣơng tự;
- Nguyên lý 11: Hệ sinh thái dễ bị tổn thương về mặt địa lý. Các hệ sinh thái
đƣợc phát triển ở trong phạm vi địa lý thích hợp;
- Nguyên lý 12: Hệ sinh thái là một hệ thống thứ bậc, và tất cả các thành phần
hình thành nên mức độ phân cấp tính đa dạng, tạo thành một hệ cấu trúc tổ
chức (Hình 1.2). Đây là nguyên tắc quan trọng duy trì các thành phần của hệ
sinh thái tạo nên sự đa dạng cảnh quan.

Hình 1.2. Chu trình dinh dƣỡng trong hệ thống tổ chức của hệ sinh thái nông nghiệp.

1.1.3 Phạm vi ứng dụng của kỹ thuật sinh thái
Kỹ thuật sinh thái có phạm vi ứng dụng rộng rãi và đầy tiềm năng nhƣ sau [9]:
Ứng dụng 1: Thay thế cho các hệ thống nhân tạo, tiêu tốn năng lƣợng
Kỹ thuật sinh thái đƣợc mô tả nhƣ là một phƣơng tiện để quản lý môi trƣờng [11]
và các giải pháp cho các vấn đề kỹ thuật môi trƣờng [8]. Khác với các giải pháp kỹ
thuật môi trƣờng đối với xử lý chất thải (áp dụng các quá trình tiêu tốn nhiều năng

GVHD: TS. Đặng Viết Hùng

HVTH: Phạm Thị Tuyết Nhung