Luận Văn Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải chăn nuôi bằng cây dầu mè (Jatropha curcas L.) trên mô hình bãi

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU1.1.Lý do chọn đề tài Từ xưa đến nay, nước ta vốn là nước một nước nông nghiệp, khoảng 71,89% dân số sống tại nông thôn, cuộc sống của người dân chủ yếu dựa vào trồng trọt và chăn nuôi. Trong những năm gần đây, do quá trình đô thị hóa - hiện đại hóa, nên diện tích đất canh tác dần bị thu hẹp, năng suất cây trồng khó có những đột biến nhảy vọt, vì vậy ngành chăn nuôi sẽ là hướng phát triển kinh tế hộ và được đẩy mạnh trong những năm tới; phát triển chăn nuôi giúp cho việc xóa đói giảm nghèo, tạo việc làm, tăng thu nhập và cải thiện điều kiện sống cho người nông dân. Tuy nhiên từ việc phát triển cao độ này, đã làm phát sinh một vấn đề nan giải, thu hút sự quan tâm sâu sắc của xã hội đó là sự ô nhiễm môi trường.
Ở Việt Nam nói chung và khu vực phía Nam nói riêng, khía cạnh môi trường của ngành chăn nuôi chưa được quan tâm đúng mức. Trong quá trình phát triển sản xuất chăn nuôi với qui mô ngày càng lớn như hiện nay, một lượng chất thải sinh ra gây tác hại xấu đến môi trường. Theo tính toán của V. Klooster, 1996, thì lượng NH[SUB]3[/SUB] phát sinh từ chăn nuôi vào khí quyển vào khoảng 45 ´ 1012 gT N/năm, nhiều hơn bất kỳ từ nguồn nào khác. Để sản xuất 1000 kg thịt heo thì đồng thời hàng ngày sản sinh ra 84 kg nước tiểu, 39 kg phân, 11 kg TS, 3,1 kg BOD[SUB]5[/SUB], 0,24 NH[SUB]4[/SUB]-N, chưa kể ô nhiễm từ nước tắm và rửa chuồng.
Theo số liệu thống kê 01/10/2008, Việt Nam có gần 2,90 triệu con trâu; 6,34 triệu con bò; 26,701 triệu con lợn; 247,320 triệu con gia cầm; 1,48 triệu con dê, cừu; 121 ngàn con ngựa. Với lượng gia súc này ước tính chất thải rắn của đàn vật nuôi nước ta khoảng 80-90 triệu tấn, chất thải lỏng ước tính vài chục tỷ m[SUP]3[/SUP]; chất thải khí khoảng vài trăm triệu tấn. Đây là một trong nguồn thải gây ô nhiễm nguồn nước và không khí và đang trở thành một vấn đề quan tâm của công chúng và các cơ quan quản lý môi trường.
Để giải quyết bài toán về môi trường, các nhà quản lý môi trên thế giới cũng như Việt Nam ta thường áp dụng các biện pháp kỹ thuật, đưa các trang thiết bị vào quá trình xử lý nhằm giữ lại các chất ô nhiễm hoặc chuyển chúng từ dạng độc sang dạng không độc, thải ra môi trường. Nhưng với giải pháp này, lại tạo ra sản phẩm vô cơ và chất độc hại, và đòi hỏi chi phí đầu tư, vận hành lớn mà không phải cơ sở sản xuất nào cũng thực hiện được, đặc biệt là những hộ kinh tế chăn nuôi nhỏ lẻ ở nông thôn Việt Nam. Trước tình hình đó, việc tìm ra những phương pháp xử lý mà ít tốn kém và ít sử dụng hoá chất là vấn đề đang được các nhà nghiên cứu tìm hiểu. Trước yêu cầu đó phương pháp phytoremediation sử dụng thực vật có khả năng hấp thụ chất ô nhiễm trong môi trường nước hay đất để xử lý, cải tạo môi trường bị ô nhiễm đã được tìm ra và ngày càng được ứng dụng rộng rãi trên toàn thế giới cũng như ở Việt Nam. Phương pháp sử dụng thực vật xử lý chất ô nhiễm là một phương pháp đơn giản, vốn đầu tư thấp, không tạo ra các sản phẩm vô cơ và chất độc hại, thích hợp cho hộ chăn nuôi nhỏ lẻ ở những vùng nông thôn, những vùng chưa có hoặc thiếu điện. Hơn thế nữa sử dụng thực vật còn mang lại vẻ đẹp về mặt cảnh quanvà tạo ra một nguồn năng lượng sạch đáp ứng được nhu cầu về năng lượng đang thiếu thốn của thế giới.
Vì vậy sử dụng thực vật để xử lý nước thải chăn nuôi nhằm góp phần tìm ra một giải pháp thích hợp cho công tác giảm thiểu ô nhiễm môi trường từ hệ thống sản xuất ngành chăn nuôi và giải quyết vấn đề năng lượng cho xã hội.
1.2.Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải chăn nuôi bằng cây dầu mè (Jatropha curcas L.) trên mô hình bãi lọc thực vật.
Nghiên cứu được thực hiện nhằm mục tiêu tìm ra các thông số:
- Khả năng xử lý nước thải chăn nuôi của mô hình bãi lọc thực vật trồng cây dầu mè, thể hiện qua việc khảo sát về lượng nước tưới, nồng độ nước thải chăn nuôi thích hợp, thời gian lưu nước.
- Nghiên cứu khả năng sử dụng nước thải chăn nuôi như một nguồn dinh dưỡng thông qua các khảo sát: phát triển chiều cao, tích lũy sinh khối của cây dầu mè.

1.3.Nội dung nghiên cứu- Tìm hiểu về thành phần, tính chất của nước thải, đời sống và khả năng phát triên của cây dầu mè (Jatropha curcas L.), khả năng lọc nước của đất và các đề tài nghiên cứu xử lý nước thải bằng thực vật tương tự khác.
- Chuẩn bị mô hình thí nghiệm: dựng mô hình và đo đạc các thông số vật lý, hóa học của mô hình; tạo điều kiện thích nghi cho cây dầu mè, đo đạc các thông số đầu vào của nước thải chăn nuôi.
- Vận hành mô hình:
Thí nghiệm 1: Nghiên cứu khả năng xử lý nước của cây dầu mè thông qua các khảo sát ngưỡng chịu đựng của cây, lượng nước tưới, nồng độ thích hợp và thời gian lưu nước tối ưu , được kiểm tra qua: tốc độ bay hơi nước bề mặt,các biểu hiện của cây trong môi trường nước thải, các chỉ tiêu tăng trưởng, phát triển của thực vật, các chỉ tiêu COD, BOD[SUB]5[/SUB], SS, N, P.
Thí nghiệm 2: Nghiên cứu khả năng sử dụng nước thải chăn nuôi làm nguồn dinh dưỡng thông qua các khảo sát các chỉ tiêu tăng trưởng của cây, phát triển chiều cao, tốc độ phát triển lá, tăng trưởng sinh khối của cây, khả năng tích lũy đạm trong cơ thể của cây cũng như các thành phần của cây.
1.4.Phương pháp nghiên cứu- Phương pháp nghiên cứu, thu thập tài liệu liên quan đến đề tài như thành phần tính chất nước nước thải chăn nuôi, phương pháp xử lý nước thải bằng thực vật.
- Phương pháp lấy mẫu.
- Phương pháp nghiên cứu trên mô hình.
- Phương pháp phân tích để đánh giá khả năng xử lý nước thải chăn nuôi của cây dầu mè thông qua sự biến thiên đầu vào và đầu ra của các chỉ tiêu COD, BOD[SUB]5[/SUB], SS, N, P.
- Phương pháp quan sát, ghi hình, đo đạc những thay đổi của thực vật khi thích nghi với môi trường nước thải, và các chỉ tiêu sinh trưởng của cây như chiều cao, số lượng lá
1.5.Giới hạn đề tàiThực hiện trên mô hình đất ngập nước nhân tạo có dòng chảy bên dưới.
Chỉ kiểm tra các thông số BOD[SUB]5[/SUB], COD, tổng N,P và SS.
Đề tài nghiên cứu chỉ mới thực hiện trong phạm vi mô hình, chưa thực hiện ra ngoài môi trường.
Thực vật sử dụng là cây dầu mè 2 tháng tuổi, chưa khảo xác được khả năng xử lý nước của thực vật qua các giai đoạn phát triển của cây.
Chỉ mới khảo xác trên loại nước thải chăn nuôi .
1.6.Thời gian địa điểmThời gian: đồ án được thực hiện trong thời gian 3 tháng từ ngày 01/4/2010 đến ngày 01/07/2010.
Địa điểm:


Mô hình được đặt tại nhà 155/13 Cao Đạt Phường 1 Quận 5.
Các chỉ tiêu được phân tích tại : phòng thí nghiệm khoa môi trường và công nghệ sinh học của trường đại học kỹ thuật công nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh.
1.7.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn