Thạc Sĩ Đánh giá chất lượng nguồn nước phục vụ chăn nuôi heo tập trung trên địa bàn thành phố Buôn Ma Thuột

MỞ ĐẦU
Hiện tại, ngành nông nghiệp Việt Nam chiếm 22% GDP, trong đó chăn
nuôi đóng góp khoảng 6%. Chăn nuôi lợn đóng góp một phần lớn, khoảng
71% tổng giá trị sản xuất chăn nuôi. Chăn nuôi lợn từ trước đến nay luôn
được coi là một trong những công cụ xóa đói giảm nghèo có hiệu quả ở
ĐắkLắk nói riêng và cả nước nói chung. Với định hướng đó, ĐắkLắk trở
thành tỉnh có ngành chăn nuôi lợn phát triển, là một trong mười tỉnh có số đầu
lợn lớn nhất cả nước và dẫn đầu Tây Nguyên. Số đầu lợn năm 2009 tại các
tỉnh Tây Nguyên (Cục Chăn nuôi, 2005) [5]: Kontum 185.000, Giai Lai
455.000, Đăk Nông 146.000, Lâm Đồng 350.000, ĐắkLắk 803.000. Trong đó
chăn nuôi lợn theo quy mô trang trại ngày càng trở nên phổ biến và góp phần
quan trọng vào sự tăng trưởng của ngành chăn nuôi heo. Đặc biệt chăn nuôi
theo mô hình trang trại nhỏ và vừa đang phát triển nhanh trên địa bàn thành
phố Buôn Ma Thuột.
Trong quá trình phát triển chăn nuôi trang trại cùng với các yếu tố: con
giống, thức ăn, chuồng trại, thú y thì viêc cung cấp đủ số lượng nước và chất
lượng nước được đảm bảo có ý nghĩa quan trọng. Đối với ngành chăn nuôi,
nước đóng vai trò quan trọng, ảnh hưởng đến năng suất và sự lây truyền dịch
bệnh. Theo Nguyễn Thị Hoa Lý & CS. (2004) [15], vật nuôi thiếu nước uống
có thể dẫn đến thiệt hại kinh tế do strees, giảm ăn, giảm tăng trọng và giảm
năng suất; vật giết mổ bị giảm trọng lượng, khó lột da và thịt khô. Gà con bị
thiếu nước: thể trọng nhỏ, chân khô, nhăn và tái; thiếu nước có thể làm tăng tỷ
lệ chết sớm hay kém ăn trên gà trưởng thành. Theo Đỗ Ngọc Hòe (1995) [10]
trích nghiên cứu của Credek (1978) cho biết: sự có mặt của vi khuẩn với hàm
lượng lớn hơn 10 6 khuẩn lạc/1ml nước uống có thể gây ra những thiệt hại 2
không thể lường trước đối với gia súc, gia cầm như các hội chứng: rối loạn
tiêu hóa, giảm trọng lượng, giảm sức đề kháng của cơ thể, sảy thai, Bên
cạnh đó, nước cũng là môi trường truyền lây nhiều bệnh nguy hiểm từ vật
nuôi sang người.
Hiện tại, nguồn tài nguyên nước phục vụ sinh hoạt và chăn nuôi tại
Buôn Ma thuột đang bị giảm dần cả về số lượng và chất lượng. Theo thống
kê của Báo cáo diễn biến môi trường Việt Nam 2003 [2] thì mực nước ngầm
tại vùng Buôn Ma Thuột năm 1997 ở độ sâu trung bình là -31,2m thì năm
2004 có độ sâu trung bình là -33,7m. Bên cạnh nguồn nước phục vụ chăn
nuôi ngày càng khan hiếm thì chất lượng nước cũng đang suy giảm do các
hoạt động công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt, đặc biệt do nước thải- chất
thải chăn nuôi.
Buôn Ma Thuột đang phát triển chăn nuôi theo hướng tập trung công
nghiệp do đó nguy cơ gây ô nhiễm nguồn nước do chất thải chăn nuôi ngày
càng tăng. Đồng thời, nhu cầu về nguồn nước đảm bảo chất lượng phục vụ
chăn nuôi trong đó có chăn nuôi heo là rất cấp thiết. Mối quan tâm về chất
lượng cũng như yêu cầu cải thiện chất lượng nước phục vụ chăn nuôi heo
ngày càng tăng. Mặt khác, các nghiên cứu về nước phục vụ chăn nuôi heo tập
trung tại Buôn Ma Thuột cũng như Tây Nguyên còn rất ít. Đứng trước nhu
cầu thực tế, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài:
“Đánh giá chất lượng nguồn nước phục vụ chăn nuôi heo tập trung trên
địa bàn thành phố Buôn Ma Thuột - tỉnh ĐắkLắk”
Mục tiêu:
- Xác định chất lượng nguồn nước phục vụ chăn nuôi heo.
- Khuyến cáo một số biện pháp xử lý nguồn nước trước khi sử dụng 3
cho chăn nuôi heo.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:
- Kết quả của đề tài là cơ sở cho việc sử dụng nguồn nước cho chăn
nuôi heo trên địa bàn thành phố Buôn Ma Thuột.
- Nguồn tài liệu cho các nghiên cứu tiếp theo về nguồn nước sử dụng
cho chăn nuôi. 4
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1 Vai trò của nước
Nước tham gia vào thành phần cấu trúc sinh quyển, là thành phần chủ
yếu của trái đất. Trong 1500 triệu km 3 , nước mặn chiếm khoảng 97% và 3% còn
lại là nước ngọt. Tuy nhiên, 2/3 lượng nước ngọt này là các tảng băng ở Bắc
và Nam cực. Như vậy chỉ còn khoảng 1% lượng nước trên trái đất là nước
ngọt có thể sử dụng. Trong tổng số lượng nước ngọt có thể sử dụng này,
khoảng 2% là nước bề mặt (chiếm 0,02% tổng lượng nước trên trái đất) và
98% là nước ngầm. Như vậy phần lớn nước ngọt có thể dùng trên trái đất là
nước ngầm. Ngoài ra nước còn là yếu tố quan trọng giúp điều hòa khí hậu, đất
đai thông qua chu trình vận động của nó. Nước còn đáp ứng nhu cầu đa dạng
của con người như: tưới tiêu trong nông nghiệp, dùng cho sản xuất công
nghiệp, tạo ra điện năng và góp phần tạo nhiều thắng cảnh văn hóa khác
không thể thiếu trong cuộc sống.
Nước là thành phần tham gia cấu tạo cơ thể sinh vật. Trong cơ thể sống,
nước chiếm khoảng 52 – 75%: nước ở dạng liên kết hóa học tham gia vào cấu
tạo tế bào, làm dung môi của các phản ứng sinh hóa, tham gia quá trình biến
dưỡng và tạo sức căng cho tế bào. Nước là thành phần chính của dịch thể (máu,
bạch huyết, dịch nhầy khớp xương), tham gia hấp thu, bài tiết các chất dinh
dưỡng và giữ vai trò quan trọng trong quá trình điều hòa thân nhiệt.
Nước tuy không cung cấp năng lượng nhưng nó là thành phần không
thể thiếu được trong cơ thể. Tùy theo loài, tuổi, trọng lương, thể trọng mà
hàm lượng nước trong mỗi cá thể khác nhau. Ở cơ thể động vật trưởng thành
nước chiếm từ 55%-63% trọng lượng cơ thể. Ở động vật non nước chiếm tới 5
75% trọng lượng cơ thể, còn đối với động vật già nước chiếm tỷ lệ thấp hơn
45% trọng lượng cơ thể.
Theo Nguyễn Thị Hoa Lý và CS. (2004) [15] vật nuôi thiếu nước có
thể dẫn đến thiệt hại kinh tế: khi vật nuôi không được cung cấp đủ nước có
thể dẫn đến strees, giảm ăn, giảm tăng trọng và giảm năng suất; vật giết mổ bị
giảm trọng lượng, khó lột da và thịt khô. Gà con bị thiếu nước trong lò ấp
thường có albumin dính vào cơ thể, khi chuyên chở sẽ có lông kết nùi, thể
trọng nhỏ, mắt không mở, chân héo, nhăn và tái; thiếu nước có thể làm tăng tỷ
lệ chết sớm hay kém ăn trên gà trưởng thành.
Lượng nước uống tùy thuộc vào tính chất thức ăn, thời tiết, lứa tuổi,
giai đoạn sản xuất: bò sữa giai đoạn 3 tháng cuối mang thai cần lượng nước
gấp 1,5-2 lần bò cạn sữa; bò đang cho sữa cần lượng nước gấp 5 lần lượng
sữa sản xuất; bê cai sữa cần uống nước nhiều hơn trước đó nếu nước không
được cung cấp đầy đủ sẽ ảnh hưởng đến sự phát triển của bê.
Theo Anan Lertwilai (2006) [1] nếu nguồn nước nhiễm khuẩn E.coli:
- Heo nái đẻ bị tắc sữa hoặc không có sữa, heo con của những con nái
này sẽ bị tiêu chảy.
- Đối với nái nuôi con gây nhiễm trùng huyết và sẩy thai.
- Đối với heo con cai sữa nhiễm E.coli sẽ bị tiêu chảy.
Nguồn nước có Salmonella spp hay Clostridium spp có thể là nguyên
nhân gây tiêu chảy trên heo sau cai sữa và heo con. Pseudomonas spp gây
viêm vú, viêm tử cung trên heo nái.
1.2 Các nguồn nước trong tự nhiên
Xung quanh chúng ta chỗ nào cũng có nước. Nước trong các ao, hồ,
sông, biển, đại dương, nước mưa, nước dưới đất, nước ở trạng thái hơi, trong
khí, trên mặt đất, dưới mặt đất, nước ở trạng thái rắn dưới dạng tuyết, băng, 6
thậm chí nước cả trong cơ thể động vật thực vật, có những động vật nước
chiếm tới 90% trọng lượng của chúng.
Theo Nguyễn Kim Cương (1991) [8] tùy theo vị trí tồn tại người ta chia
nước như sau:
- Nước trong vũ trụ ngoài quả đất: là nước nằm trong vũ trụ, phía ngoài
khí quyển của quả đất. Lọai nước này được nghiên cứu trong thiên văn.
- Nước trong khí quyển của quả đất, phía trên mặt đất bao gồm: nước
trong không khí, mây, sương mù
- Nước nằm trên mặt đất, trong các ao, hồ, sông, biển, đại dương dưới
dạng lỏng hay rắn.
Nước trong tự nhiên có 3 nguồn chính:
- Nước mưa: Do hơi nước trên mặt ao, hồ, sông, suối, đại dương bốc hơi
lên không trung ngưng tụ gặp gió và tạo thành mưa. Trong nước mưa, hàm
lượng khí O 2 cao và khí CO 2 thấp. Ngoài ra khi qua các lớp không khí nước
mưa thường cuốn thêm bụi, vi sinh vật và các hợp chất hữu cơ khác tồn tại
trong không khí.
Theo Nguyễn Thị Hoa Lý & CS. (2004) [15] thành phần của nước mưa
bao gồm:
pH = 6 NO 3 = 0,5 mg/l Cl 2 = 0,25 mg/l
O 2 = 0,7 mg/l NH +
4 = 0,44 mg/l CO 2 =0,7-1,8 mg/l
NO 2
- = 0,04 mg/l N 2 = 17 mg/l
- Nước bề mặt: nước bề mặt bao gồm nước sông, ao, nước trong các hồ
chứa tự nhiên hay nhân tạo. Tính chất của nước chịu ảnh hưởng bởi các yếu
tố môi trường và tình hình vệ sinh dân cư sống xung quanh nguồn nước.
- Nước ngầm: là nguồn nước nằm sâu trong lòng đất. Chất lượng nước
ngầm thường tốt hơn nước mặt. Trong nước ngầm hầu như không có các hạt 7
keo lơ lửng, số lượng vi sinh vật cũng thấp hơn nước mặt nhiều lần. Nước
ngầm không chứa các loại rong tảo.
1.3 Tính chất hóa học của nước
1.3.1 pH
pH của nước được phép sử dụng trong chăn nuôi ở khoảng 5 – 8,5 pH
của nước thiên nhiên bị ảnh hưởng lớn bởi nồng độ CO 2 , được tạo ra từ sự
phân giải các chất hữu cơ, chất mùn và quá trình quang hợp. pH của nước
thay đổi do các nguyên nhân sau: do nhiễm bẩn các acid, các chất kiềm, các
muối vô cơ hoặc các muối sulfide kim loại. Nước chứa nhiều khí H 2 S thì pH
giảm. Đất chứa nhiều muối nhôm cũng là nguyên nhân làm cho pH giảm.
Bảng 1.1 pH nguồn nước thích hợp sử dụng chăn nuôi gia súc, gia cầm
(Alberta, 1993) [24, 25]
pH Gia cầm Heo Trâu, bò, ngựa
5 - 8,5 Sử dụng được Sử dụng được Sử dụng được
8,5-10 Có thể dùng Có thể dùng Có thể dùng
10 Không thích hợp Không thích hợp Có thể dùng
1.3.2 Nitrate (NO -
3 )
Nitrate có trong nước bề mặt với hàm lượng thấp, còn trong nước ngầm
có hàm lượng khá cao. Bản thân nitrate không phải là chất độc, nhưng trong
một số trường hợp nó có thể bị khử thành nitrite là một chất rất độc.
Nước ngầm có thể bị nhiễm nitrate từ phân bón, từ sự phân hủy phân
gia súc và người. Nitrate sinh ra từ sự phân hủy các chất hữu cơ sẽ hòa tan
nhanh vào nước và di chuyển theo nước ngầm lọc qua đất. Do đó nước giếng
có thể chứa một hàm lượng nitrate cao mặc dù cách xa nguồn ô nhiễm. 8
Bảng 1.2 Ảnh hưởng của Nitrate trong nước đến gia súc, gia cầm
(Alberta, 1993) [24, 25]
Hàm lượng
(ppm)
Gia cầm Heo Trâu, bò, ngựa
<100 Sử dụng được Sử dụng được Sử dụng được
100-300 Sử dụng được Sử dụng được Gây hại cho sức
khỏe
>300 Không thích hợp Không thích hợp Ngộ độc
1.3.3 Nitrite (NO 2
- )
Nitrite là dạng trung gian của các quá trình chuyển hóa các hợp chất
chứa nitơ: như sản phẩm của quá trình oxi hóa amonia, hay sản phẩm của quá
trình khử nitrate. Các quá trình này xảy ra trong nước tự nhiên, trong hệ thống
cung cấp nước và nước thải.
Trong máu, nitrite kết hợp với haemoglobin tạo thành methaemoglobin
ngăn cản sự vận chuyển oxy gây ra triệu chứng: ngạt thở, mõm tái xanh, lòng
trắng mắt có màu hơi xanh, run rẩy, không đứng được và thường chết. Do
1ppm NO 2
- tương đương với 4,4 ppm NO -
3 nên giới hạn sử dụng an toàn cho
gia súc, gia cầm là không vượt quá tương đương với 50 ppm NO -
3.
1.3.4 Ammonia (NH 3 )
Ammonia thường hiện diện trong nước bề mặt và nước thải, do quá
trình khử amine hay sự thủy phân urea. Nước ngầm có nồng độ ammonia thấp
do chất này bị hấp thu bởi các hạt đất, do đó không thấm qua đất.
Ammonia trong nước được tạo bởi quá trình khử amine của những hợp
chất hữu cơ nhất định và bởi quá trình thuỷ phân urea. Nồng độ ammonia
trong nước ngầm thấp do chất này bị hấp thụ bởi các hạt đất, do đó không
thấm qua đất, hay bị oxy hóa để tạo ra sản phẩm cuối cùng là nitrate. 9
1.3.5 Chloride (Cl - )
Cl - là một trong những anion chủ yếu trong nước và nước thải. Nguồn
gốc của chloride từ thức ăn qua đường tiêu hóa thải ra ngoài, bị nhiễm mặn
hay từ nước thải công nghiệp. Do đó Cl - là một chỉ tiêu quan trọng để đánh
giá mức độ ô nhiễm nước.
Nước uống chứa nhiều chloride làm vật nuôi khát nước, tăng tiết dịch
tiêu hóa, viêm dạ dày ruột.
Bảng 1.3 Ảnh hưởng của chloride trong nước đến gia súc, gia cầm
(Alberta, 1993) [24, 25]
Hàm lượng
(ppm)
Gia cầm Heo Trâu, bò, ngựa
<500 Sử dụng được Sử dụng được Sử dụng được
500-5000 Tiêu chảy
Tăng uống nước
Giảm ăn
Phân lỏng
Tăng uống nước
Giảm ăn
Sử dụng được
1.3.6 Oxy hòa tan (DO)
DO là nồng độ oxy hòa tan trong nước. Trong tất cả các hệ sinh thái ở
nước DO thường có nhịp điệu ngày đêm: cực tiểu vào ban đêm, cực đại vào
giữa trưa. Mặt khác DO cũng biến đổi theo loại nước. Trong nước bề mặt oxy
thường hòa tan nhiều (do quang hợp) làm cho DO cao; trong nước ngầm, độ
sâu đã ngăn cản sự xâm nhập oxy vào nước và ánh sáng mặt trời qua nước ít
cũng làm ngưng trệ quá trình quang hợp. DO là chỉ tiêu quan trọng để đánh
giá ô nhiễm nguồn nước và kiểm soát quá trình xử lý nước thải.
Một số tài liệu cho rằng hàm lượng DO chuẩn để duy trì hệ sinh thái
trong nguồn nước là trên 5-6 mg/l. Một số khác cho rằng nồng độ DO phải đạt
ít nhất 80-90% mức bão hòa. Nước sử dụng cho sinh hoạt có thể có hàm
lượng DO thấp hơn một chút. DO trong nước dùng tưới tiêu và cho gia súc 10
uống không được thấp hơn 3 - 4 mg/l.
1.3.7 Nhu cầu oxy hóa học (COD)
COD là lượng chất oxy hóa được biểu diễn bằng nồng độ oxy (mg O 2 /l)
cần thiết để oxy hóa các hợp chất hữu cơ trong một thể tích nước nhất định.
COD dùng để đánh giá mức độ ô nhiễm của nước và nước thải. COD
được dùng để đánh giá nhanh hàm lượng BOD (nhu cầu oxy sinh học). Nếu
phần lớn chất hữu cơ trong nước dễ bị phân hủy sinh học thì giá trị COD sẽ
gần bằng BOD. Ngược lại giá trị COD sẽ thấp hơn BOD một cách đáng kể
nếu nước chứa nhiều chất hữu cơ khó phân hủy.
1.3.8 Nhu cầu oxy sinh học (BOD)
BOD là lượng oxy (đơn vị: O 2 mg/l) hòa tan cần thiết để các vi sinh vật
phân hủy các hợp chất hữu cơ trong một thể tích nước và thời gian nhất định.
Hiện nay, người ta có thể dùng 2 chỉ tiêu BOD 3 hay BOD 5 . Chỉ tiêu
BOD 3 là chỉ tiêu BOD đo ở 30 0 C trong 3 ngày, BOD 5 là chỉ số BOD đo ở
20 0 C trong 5 ngày. Hai giá trị này hầu như tương đương.
BOD được dùng rộng rãi trong đánh giá mức độ ô nhiễm nước và nước
thải; cũng như đánh giá hiệu quả của công trình xử lý nước thải.
1.4 Tính chất sinh học
1.4.1 Các vi sinh vật tồn tại trong nước
Hệ vi sinh vật tồn tại trong nước rất đa dạng, tùy thuộc vào tính chất
nguồn nước. Các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần hệ vi sinh vật bao gồm:
hàm lượng muối và các chất hữu cơ, pH, nhiệt độ, độ đục và các nguồn nhiễm
khuẩn. Nguồn gốc của các vi sinh vật trong nước có thể là vi sinh vật thật sự
trong nước hay các vi sinh vật nhiễm vào nước từ đất mà nước chảy qua, từ
chất thải, từ không khí. 11
1.4.2 Vi sinh vật chỉ danh ô nhiễm nước
Vi sinh vật chỉ danh ô nhiễm nước là những sinh vật cư trú trong đường
tiêu hóa động vật máu nóng và người. Trong những điều kiện bình thường
chúng không gây bệnh. Các vi sinh vật này phải dễ phát hiện và phải hiện
diện với số lượng cao hơn số lượng vi sinh vật gây bệnh nếu có. Không có
một chỉ tiêu vi sinh vật chỉ danh riêng lẻ nào có thể bảo đảm được chất lượng
nguồn nước.
Các vi sinh vật chỉ danh ô nhiễm nước thường dùng gồm có: Nhóm
Coliforms (Coliforms tổng số, Fecal Coliform, Escherichia coli), Fecal
Streptococcus và Enterococci, Clostridium perfringens.
a. Coliforms
Coliforms là những trực khuân gram âm, không bào tử, hiếu khí hay yếm
khí tùy nghi, lên men sinh hơi đường lactoza trong 48h ở 35 0 C. Coliforms được
chia thành nhóm Coliforms có nguồn gốc từ phân và không có nguồn gốc từ
phân.
Coliforms có nguồn gốc từ phân: các vi khuẩn này phát triển nhanh
(16h) trong môi trường dinh dưỡng ở 44 0 C. Chúng không mọc ở 4 0 C trong 30
ngày. Đây là vi khuẩn ưa nhiệt, nhiệt độ thích hợp nhất là 41 0 C.
Coliforms không có nguồn gốc từ phân: chúng sống hoại sinh trong đất
và nước là vi khuẩn ưa lạnh, mọc ở 4 0 C trong 3-4 ngày và 10 0 C trong 1 ngày.
Chúng không mọc ở 41 0 C và nhiệt độ 44 0 C ngăn cản sự phát triển của tất cả
Coliforms không có nguồn gốc từ phân.
Coliforms bao gồm các giống: E.coli, Levines, Klebsilla, Enterobacter,
Citrobacter.
b. Escherichia coli
E.Coli là một trong những sinh vật phổ biến nhất của môi trường. Phần 12
lớn E.coli phân lập từ môi trường là loại không gây bệnh hay gây bệnh cơ hội.
Nhiều người không coi E.coli là vi sinh vật gây bệnh, song những nghiên cứu
gần đây cho thấy một số chủng của chúng thực sự có khả năng gây bệnh lây
lan qua nước, qua thực phẩm rất nghiêm trọng.
Các chủng E.coli gây bệnh đường ruột: EPEC, sinh nội độc tố không
chịu nhiệt (LT) hay nội độc tố chịu nhiệt (ST). Cơ chế lây lan của các chủng
E.coli EPEC rất giống với Shigella gây bệnh lị và chứng tiêu chảy ở người.
Ngoài ra còn có nhóm ETEC có khả năng sinh cả hai loại độc tố chịu nhiệt và
không chịu nhiệt.
Người hay gia súc uống phải nước bị nhiễm E.coli thì dễ mắc phải một
số bệnh như: Bệnh bại huyết do E.coli, liên quan đến serotype F156; Bệnh
đường ruột do E.coli liên quan đến tiêu chảy trên người và gia súc do serotype
F4 (K88), F5 (K99), F6, F41, F2413p, F107; Bệnh thủy thũng thường gặp trên
heo cai sữa do serotype F107; Bệnh viêm vú, viêm bàng quang trên gia súc.
c. Clostridium perfringens
Cl.perfringens chiếm một vị trí đặc biệt trong vai trò là tác nhân gây
ngộ độc thực phẩm. Cl.perfringens là những trực khuẩn kỵ khí, gram dương,
sinh bào tử với chu kỳ sinh trưởng ở 45 0 C trong điều kiện tối ưu là 7 phút.
Cl.perfringens thường gặp phổ biến trong đường tiêu hóa người nên còn được
dùng như một chỉ thị về khả năng ô nhiễm phân. Cl.perfringens thuộc loại vi
khuẩn chịu nhiệt, nhiệt độ sống tối ưu trong khoảng 37 - 45 0 C. Chúng có thể
phát triển ở nhiệt độ thấp nhất là 20 0 C và cao nhất là 50 0 C. Nhờ bào tử
Cl.perfringens có khả năng cạnh tranh cao hơn các loài vi khuẩn khác và có
thể tồn tại trong môi trường bên ngoài trong một thời gian dài. Vì vậy những
vi khuẩn này được dùng như vi khuẩn chỉ danh vệ sinh môi trường đã bị
nhiễm phân người hay gia súc từ lâu.