Tài liệu đánh giá chất lượng nước mặt khu vực có chất thải chăn nuôi tại xã eabar, huyện buôn đôn, tỉnh đắk lắk.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN NGUYỄN LAM Tên ñề tài: ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT KHU VỰC CÓ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI TẠI XÃ EABAR, HUYỆN BUÔN ĐÔN, TỈNH ĐẮK LẮK LUẬN VĂN THẠC SỸ SINH HỌC BUÔN MA THUỘT, NĂM 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN NGUYỄN LAM Tên ñề tài: ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT KHU VỰC CÓ CHẤT THẢI CHĂN NUÔI TẠI XÃ EABAR, HUYỆN BUÔN ĐÔN, TỈNH ĐẮK LẮK Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm Mã số : 604230 LUẬN VĂN THẠC SỸ SINH HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS. Trần Trung Dũng BUÔN MA THUỘT, NĂM 2011 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa ñược ai công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. Người cam ñoan Nguyễn Lam LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành chương trình ñào tạo Thạc sĩ chuyên ngành Sinh học thực nghiệm, hệ chính quy, tại trường Đại học Tây Nguyên, ngoài sự cố gắng nỗ lực của bản thân, tôi còn nhận sự giúp ñỡ của quý thầy cô, bạn bè và gia ñình. Tôi xin chân thành cảm ơn tới: Quý thầy cô giáo trường Đại học Tây Nguyên, khoa KHTN và CN, Phòng Đào tạo Sau ñại học, ban giám hiệu nhà trường ñã tận tình giảng dạy và tạo ñiều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian khoá học. Lãnh ñạo và tập thể cán bộ giáo viên trường Trường THPT Ngô Gia Tự, TP Cam Ranh, Khánh Hòa ñã tạo ñiều kiện thuận lợi về vật chất lẫn tinh thần trong suốt quá trình học tập ñể tôi ñạt ñược kết quả này. Cán bộ phòng thí nghiệm bộ môn Cơ Sở Thú Y trường Đại học Tây Nguyên, phòng thí nghiệm Công nghệ sinh học và môi trường trường Đại học Tây Nguyên, phòng thí nghiệm Lab lý hóa nước viện VSDT Tây Nguyên, cán bộ UBND xã Ea Bar, huyện Buôn Đôn ñã tạo ñiều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình ñiều tra hiện trường, thu thập số liệu phục vụ cho quá trình nghiên cứu. Đặc biệt tôi xin trân trọng cảm ơn thầy giáo TS. Trần Trung Dũng ñã dành nhiều thời gian quý báu, tận tình hướng dẫn tôi trong suốt thời gian thực tập và hoàn thành luận văn này. Cảm ơn PGS. TS. Nguyễn Anh Dũng, TS. Võ Thị Phương Khanh, TS. Đinh Nam Lâm, ThS. Nguyễn Bích Thủy người ñã giúp ñỡ tôi các kiến thức chuyên sâu ñể hoàn thành luận văn này. Do thời gian có hạn và trình ñộ chuyên môn còn hạn chế, bản thân mới bước ñầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, nên ñề tài không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong quý thầy, cô giáo và bạn bè ñồng nghiệp quan tâm góp ý ñể ñề tài ñược hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Ban Mê Thuột, tháng 09 năm 2011 Nguyễn Lam 38 CÁC TỪ VIẾT TẮT ACTH : Adrenocorticotropic Hormone BKHCNMT : Bộ khoa học Công nghệ và Môi trường BOD : Biochemical Oxygen Demand BVMT : Bảo vệ môi trường CECR : Center for Environment and Community Research COD : Chemical Oxygen Demand DO : Dissolved Oxygen cs : Cộng sự EM : Effective microorganisms KCN : Khu công nghiệp KTTV : Khí tượng thủy văn LVS : Lưu vực sông MNP : Most Probable Number NTU : Nephelometric Turbidity Unit QCVN : Quy chuẩn Việt Nam TCCP : Tiêu chuẩn cho phép TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TNN : Tài nguyên nước UBND : Ủy ban nhân dân VSDTTN : Vệ Sinh Dịch Tễ Tây Nguyên WHO : World Health Organization (Tổ chức Y tế Thế giới) SMEWW : Standard Methods for the Examination of Water and Waste Water (Các phương pháp chuẩn xét nghiệm nước và nước thải) 39 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1. Số lượng trang trại chăn nuôi ñến cuối 2006 ....................................... 14 Bảng 1.2. Hiện trạng chất thải chăn nuôi ước tính năm 2008.............................. 14 Bảng 1.3. Lượng nước thải và chất thải ra mỗi ngày/ñầu vật nuôi ............... 26 Bảng 3.1. Bảng thống kê tình hình chăn nuôi của các xã xung quanh nguồn nước mặt tại xã Ea Bar ................................................................................................... 40 Bảng 3.2. Ước lượng nước thải và chất thải chăn nuôi tại xã Ea Bar .......... 44 Bảng 3.3. Chỉ tiêu màu sắc và ñộ ñục tại các ao nuôi cá trên ñịa bàn xã Ea Bar 46 Bảng 3.4. Chỉ tiêu màu sắc và ñộ ñục tại các suối dẫn nước xung quanh xã Ea Bar47 Bảng 3.5. Nồng ñộ pH, DO, COD, BOD, NH4+, NO3-, PO43- tại các ao nuôi cá trên ñịa bàn xã Ea Bar ................................................................................................... 56 Bảng 3.6. Nồng ñộ các chỉ tiêu hóa học tại các suối trên ñịa bàn xã Ea Bar ........ 58 Bảng 3.7. Chỉ tiêu Colifom tổng số, Colifom phân nguồn nước tại các ao nuôi cá trên ñịa bàn xã Ea Bar ........................................................................................... 63 Bảng 3.8. Chỉ tiêu C.Perfringen, Salmonella nguồn nước tại các ao, hồ trên ñịa bàn xã Ea Bar ......................................................................................................... 64 Bảng 3.9. Chỉ tiêu Colifom tổng số, Colifom phân nguồn nước tại các suối trên ñịa bàn xã Ea Bar ......................................................................................................... 66 Bảng 3.10. Chỉ tiêu C.Perfringen, Salmonella nguồn nước tại các suối trên ñịa bàn xã Ea Bar........................................................................................................ 67 Bảng 3.11. Sản phẩm khí từ 1kg chất thải ñộng vật ............................................. 70 40 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1. Số lượng gia súc tai một số tỉnh thuộc lưu vực hệ thông sông Đồng Nai qua các năm ............................................................................... 22 Hình 2.1. Sơ ñồ quan hệ giữa mục tiêu, nội dung và phương pháp nghiên cứu . 29 Hình 2.2. Đường chuẩn ñộ ñục ............................................................................. 32 Hình 2.3. Đường chuẩn COD ............................................................................... 33 Hình 2.4. Đường chuẩn NH4+ ............................................................................... 34 Hình 2.5. Đường chuẩn NO3- ................................................................................ 35 Hình 2.6. Đường chuẩn PO43- ............................................................................... 36 Hình 3.1. Số lượng gia súc gia cầm của xã Ea Bar gia ñoạn 2006-2010 ..... 39 Hình 3.2. Tỉ lệ ñiều tra quy mô số hộ chăn nuôi của một số thôn xã Ea Bar 42 Hình 3.3. Phương thức xử lý phân gia súc của nông hộ tại xã Ea Bar ......... 43 Hình 3.4. Chỉ số màu sắc và ñộ ñục tại các hồ, ñập trên ñịa bàn xã Ea Bar 45 Hình 3.5. Chỉ tiêu pH tại các hồ và ñập trên ñịa bàn xã Ea Bar................... 50 Hình 3.6. Chỉ tiêu DO, COD, BOD5 tại các hồ và ñập trên ñịa bàn xã Ea Bar.. 51 Hình 3.7. Nồng ñộ NH4+, PO43- tại các hồ và ñập trên ñịa bàn xã Ea Bar .... 53 Hình 3.8. Nồng ñộ NO3- tại các hồ và ñập trên ñịa bàn xã Ea Bar............... 54 Hình 3.9. Chỉ tiêu colifom tổng số, colifom phân nguồn nước tại các hồ và ñập trên ñịa bàn xã Ea Bar .......................................................................... 62 Hình 3.10. Quy trình xử lý chất thải chăn nuôi hộ gia ñình ................................ 70 Hình 3.11. Quá trình phân giải yếm khí trong công nghệ biogas ................ 71 Hình 3.12. Hình thù bể chứa biogas bằng vật liệu composite ........................... 71 Hình 3.13. Mô hình sử dụng túi biogas bằng chất dẻo ..................................... 72 Hình 3.14. Mô hình hầm biogas nắp cố ñịnh ................................................... 72 Hình 3.15. Sơ ñồ qui trình ủ sản xuất phân bón .............................................. 73 41 MỤC LỤC Trang Mở ñầu ....................................................................................................... 1 1. Đặt vấn ñề ............................................................................................... 1 2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................ 2 2.1. Mục tiêu tổng quát ................................................................................ 2 2.2. Mục tiêu cụ thể ..................................................................................... 2 3. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................. 3 4. Thời gian nghiên cứu............................................................................... 3 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài ................................................. 3 Chương 1: Tổng quan tài liệu ................................................................... 4 1.1 Cơ sở lý luận ......................................................................................... 4 1.1.1. Vai trò của nước ................................................................................ 4 1.1.2. Một số ñặc ñiểm của nước ................................................................. 7 1.1.2.1. Đặc ñiểm vật lý............................................................................... 7 1.1.2.1.1. Màu sắc ....................................................................................... 7 1.1.2.1.2. Độ ñục ......................................................................................... 7 1.1.2.2. Đặc ñiểm hóa học ........................................................................... 8 1.1.2.2.1. Độ pH .......................................................................................... 8 1.1.2.2.2. Hàm lượng oxygen hòa tan (DO) ................................................. 8 1.1.2.2.3. Nhu cầu oxygen hóa học (COD) .................................................. 9 1.1.2.2.4. Nhu cầu oxygen sinh hóa (BOD) ................................................. 9 1.1.2.2.5. Ammoniac (NH3) ......................................................................... 9 1.1.2.2.6. Nitrat (NO3-) ............................................................................... 10 1.1.2.2.7. Phosphat (PO43-) ......................................................................... 10 1.1.2.2.8. Kim loại nặng ............................................................................. 10 1.1.2.3. Đặc ñiểm sinh học ......................................................................... 11 42 1.1.2.3.1. Coliforms .................................................................................... 11 1.1.2.3.2. Clostridium perfringens .............................................................. 12 1.1.2.3.3. Salmonella .................................................................................. 12 1.1.3. Một số chỉ tiêu ñánh giá chất lượng nước ......................................... 13 1.1.4. Tổng quan về hoạt ñộng chăn nuôi ảnh hưởng ñến môi trường nước 14 1.1.5. Các tiêu chuẩn liên quan ñến chất lượng nước .................................. 16 1.2. Tình hình nghiên cứu ngoài nước ........................................................ 18 1.3. Tình hình nghiên cứu trong nước......................................................... 20 1.4. Đặc ñiểm khu vực nghiên cứu ............................................................. 24 Chương 2: Phương pháp nghiên cứu .......................................................... 27 2.1. Đối tượng nghiên cứu .......................................................................... 27 2.2. Nội dung nghiên cứu ........................................................................... 27 2.2.1. Tình hình chăn nuôi và hiện trạng quản lý chất thải chăn nuôi tại xã Ea Bar ............................................................................................... 27 2.2.2. Hiện trạng chất lượng nước mặt do tác ñộng của hoạt ñộng chăn nuôi ñến nước mặt xã Ea Bar ............................................................................. 27 2.2.3. Một số kiến nghị bước ñầu nhằm giảm thiểu ô nhiễm do hoạt ñộng chăn nuôi ñến môi trường nước mặt ........................................................... 27 2.3. Phương pháp nghiên cứu ..................................................................... 27 2.3.1. Phương pháp luận ............................................................................. 27 2.3.2. Phương pháp cụ thể .......................................................................... 28 2.3.2.1. Phương pháp ñiều tra ñánh giá tình hình chăn nuôi và hiện trạng quản lý chất thải chăn nuôi xã Ea Bar ......................................................... 28 2.3.2.2. Đánh giá chất lượng nước mặt do ảnh hưởng của hoạt ñộng chăn nuôi29 2.3.2.3. Nghiên cứu và Đề xuất một số mô hình xử lý chất thải chăn nuôi.. 29 2.4. Phương pháp phân tích ........................................................................ 29 2.4.1. Phương pháp lấy mẫu ....................................................................... 29 2.4.1.1. Chuẩn bị dụng cụ lấy mẫu ............................................................. 29 43 2.4.1.2. Cách nạp mẫu vào bình chứa ......................................................... 29 2.4.1.3. Vị trí lấy mẫu................................................................................. 30 2.4.1.4. Thời ñiểm lấy mẫu ......................................................................... 31 2.4.1.5. Thao tác lấy mẫu ........................................................................... 31 2.4.1.6. Số lượng các mẫu phân tích ........................................................... 31 2.4.2. Phương pháp phân tích chỉ tiêu vật lý ............................................... 31 2.4.2.1. Độ ñục (Theo SMEWW - Phương pháp Nephelometric) ............... 31 2.4.2.2. Màu sắc ........................................................................................ 32 2.4.3. Phương pháp phân tích chỉ tiêu hóa học............................................ 32 2.4.3.1. pH (Theo SMEWW - Phương pháp ñiện hóa) ............................... 32 2.4.3.2. DO (Phương pháp ño bằng máy SMEWW 4500-DO) ................... 33 2.4.3.3. COD (Theo SMEWW - Phương pháp hoàn lưu kín, so màu) ......... 33 2.4.3.4. BOD (Theo SMEWW - Phương pháp hô hấp kế) .......................... 34 2.4.3.5. NH4+ Theo SMEWW 4500 F ......................................................... 34 2.4.3.6. NO3- (TCVN 6180-1996) ............................................................... 35 2.4.3.7. PO43- (Theo SMEWW - Phương pháp Thiếc (II) clorua)............... 35 2.4.4. Phương pháp phân tích chỉ tiêu vi sinh vật........................................ 36 2.4.4.1. Coliform phân và coliform tổng số ................................................ 36 2.4.4.2. Clostridium perfringens ................................................................. 37 2.4.4.3. Salmonella ..................................................................................... 37 2.5. Phương pháp xử lý số liệu ................................................................... 37 Chương 3: Kết quả và thảo luận ............................................................. 38 3.1. Tình hình chăn nuôi và hiện trạng quản lý chất thải chăn nuôi tại xã Ea Bar....38 3.1.1. Tình hình chăn nuôi tại xã Ea Bar..................................................... 38 3.1.2. Đánh giá hiện trạng chăn nuôi xung quanh khu vực nguồn nước mặt tại xã Ea Bar ............................................................................................... 40 3.1.3. Đánh giá hiện trạng quản lý chất thải chăn nuôi tại xã Ea Bar .......... 43 3.2. Đánh giá chất lượng nước mặt tại các ao, hồ, suối trên ñịa bàn xã Ea Bar44 44 3.2.1. Chỉ tiêu vật lý ................................................................................... 44 3.2.1.1. Đánh giá mức ñộ ô nhiễm vật lý tại các hồ, ñập trên ñịa bàn xã Ea Bar .. 44 3.2.1.2. Đánh giá mức ñộ ô nhiễm vật lý tại các ao trên ñịa bàn xã Ea Bar .......... 45 3.2.1.3. Đánh giá mức ñộ ô nhiễm vật lý tại các suối trên ñịa bàn xã Ea Bar47 3.2.2. Chỉ tiêu hóa học................................................................................ 49 3.2.2.1. Đánh giá tính chất hóa học tại các hồ và ñập trên ñịa bàn xã Ea Bar49 3.2.2.2. Đánh giá tính chất hóa học tại các ao trên ñịa bàn xã Ea Bar ......... 55 3.2.2.3. Đánh giá tính chất hóa học tại các suối trên ñịa bàn xã Ea Bar ...... 57 3.2.3. Chỉ tiêu vi sinh vật............................................................................ 60 3.2.3.1. Đánh giá chỉ tiêu vi sinh vật nguồn nước tại các hồ và ñập trên ñịa bàn xã Ea Bar.................................................................................................... 61 3.2.3.2. Đánh giá chỉ tiêu vi sinh vật nguồn nước tại các ao, hồ trên ñịa bàn xã Ea Bar.................................................................................................... 63 3.2.3.3. Đánh giá chỉ tiêu vi sinh vật nguồn nước tại các suối trên ñịa bàn xã Ea Bar.................................................................................................... 65 3.3. Một số kiến nghị và ñề xuất nhằm quản lý chất thải chăn nuôi tại ñịa phương ................................................................................................................... 68 3.3.1. Nâng cao nhận thức của người chăn nuôi về vệ sinh môi trường ............... 68 3.3.2. Một số giải nâng cao công tác quản lý chất thải chăn nuôi ................ 68 3.3.3. Đề xuất một số mô hình xử lý chất thải chăn nuôi ............................ 69 3.3.3.1. Xử lý chất thải bằng công nghệ biogas .......................................... 70 3.3.3.2. Ủ chất thải ñể sản xuất phân bón ................................................... 72 3.3.3.3. Chăn nuôi trên nền ñệm lót sinh thái.............................................. 73 3.3.3.4. Sử dụng phân gia súc ñể nuôi giun quế .......................................... 73 3.3.3.5. Xử lý chất thải chăn nuôi bằng chế phẩm EM ................................ 74 3.3.3.6. Sử dụng dung dịch hoạt hóa ñiện hóa Anôlít làm chất khử trùng trong chăn nuôi........................................................................................... 74 45 Kết luận..................................................................................................... 75 Kiến nghị................................................................................................... 76 Tài liệu tham khảo.................................................................................... 77 46 MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn ñề Nước có vai trò ñặc biệt quan trọng ñối với sự sống của nhân loại, là yếu tố không thể thiếu ñối trong cuộc sống, gắn liền với sự ra ñời, phát triển và suy vong của các nền văn minh trong lịch sử cổ ñại, cận ñại và cả hiện ñại. Từ xưa cho ñến nay, nhân loại không ngừng khám phá ra và sử dụng nước một cách hữu hiệu trong nhiều lĩnh vực ñời sống và sản xuất. Nước ñóng góp một phần ñặc biệt quan trọng vào sự phát triển của nhân loại. Nước không ñơn thuần là dung môi hòa tan nhiều thành phần vật chất có thể khai thác, phục vụ cho nhu cầu nhiều mặt của con người, nó còn là một dạng “khoáng sản” ñặc biệt – một nguồn dự trữ năng lượng lớn. Ngày nay, do áp lực của dân số và phát triển, nhu cầu về nước ngày càng tăng lên không ngừng, mặt khác nhiều tác ñộng tiêu cực từ các hoạt ñộng sống và sản xuất làm cho cán cân nước trong tự nhiên càng trở nên mong manh hơn, có nguy cơ bị phá vỡ. Do nhiều nguyên nhân, nguồn tài nguyên quý giá này ở nhiều thuỷ vực bị suy thoái nghiêm trọng cả về trữ lượng và chất lượng. Theo ñánh giá của Quốc tế, Việt Nam là một trong những quốc gia có tài nguyên nước suy thoái, nguy cơ thiếu nước sạch ở Việt Nam sẽ ngày càng gia tăng [28]. Việt Nam là một nước nông nghiệp, với trên 68% dân số sống ở nông thôn và dựa vào nghề nông, một trong những nguyên nhân làm suy thoái nguồn nước hiện nay là chất thải chăn nuôi. Theo báo cáo của Cục Chăn nuôi, hàng năm ñàn vật nuôi thải ra khoảng 80 triệu tấn chất thải rắn, vài chục tỷ khối chất thải lỏng, vài trăm triệu tấn chất thải khí. Đây là một nguồn gây ô nhiễm lớn, làm gia tăng các kim loại nặng cũng như sinh vật gây bệnh trong môi trường nước… Điều ñó càng nặng nề hơn do tình hình phát triển chăn nuôi ở Việt Nam, chủ yếu là phân tán với quy mô nông hộ nhỏ, chiếm 65% tổng ñàn vật nuôi; chăn nuôi còn lẫn trong khu dân cư, việc xử lý chất thải vật nuôi chưa ñược quan tâm ñúng mức, hoặc hệ thống xử lý thô sơ chưa ñáp ứng yêu cầu [16]. 47 Nằm trong khu vực ñược ñánh giá là có tài nguyên nước phong phú, nhưng trong những thập niên gần ñây, do nhiều nguyên nhân khác nhau mà Đắk Lắk cũng như các tỉnh Tây Nguyên khác ñang phải ñương ñầu với những thách thức to lớn liên quan tới suy thoái tài nguyên và môi trường nước. Kết quả nghiên cứu chất lượng nước mặt, nước ngầm một số tỉnh Tây Nguyên (Gia Lai, Kon Tum, Đắk Lắk) của Viện Vệ sinh Dịch tễ Tây Nguyên từ năm 1999 ñến năm 2003 cho thấy: Nước giếng và nước bề mặt ñều nhiễm E.coli. Tỷ lệ mẫu không ñạt tiêu chuẩn cho phép về hoá học là 50,43 % ñối với nước giếng ñào, 28,27 % ñối với nước giếng khoan, 85,38 % nước bề mặt, 26,51 % nước máy.. Nguyên nhân chính gây ô nhiễm nước là do nguồn phân gia súc, chất thải hữu cơ dùng trong sinh hoạt [13]. Ea Bar là xã có dân số lớn nhất của huyện Buôn Đôn, tỉnh Đắk Lắk, với 15523 khẩu thuộc 10 dân tộc anh em. Nông nghiệp là ngành sản xuất chủ yếu tại ñịa phương. Trong ñó, chăn nuôi chiếm một tỷ trong tương ñối lớn. Theo số liệu thống kê năm 2010, toàn xã có 2537 con trâu và bò, 75800 con gia cầm, 1624 con dê, 7022 con heo [33]. Tuy nhiên, chăn nuôi gia súc, gia cầm của xã chủ yếu là chăn nuôi hộ gia ñình, ñơn lẻ, hệ thống xử lý chất thải ñơn giản hoặc thải trực tiếp ra suối, hồ... Hoạt ñộng chăn nuôi có thể là một yếu tố ñã và sẽ ảnh hưởng ñến nguồn nước mặt tại ñịa phương. Vì vậy, ñề tài "Đánh giá chất lượng nước mặt khu vực có chất thải chăn nuôi tại xã Ea Bar, huyện Buôn Đôn, tỉnh Đắk Lắk" là vấn ñề cần thiết. 2. Mục tiêu nghiên cứu 2.1. Mục tiêu tổng quát Đánh giá ñược chất lượng nước mặt tại các vùng phát triển chăn nuôi của xã Ea Bar ñể làm cơ sở ñề xuất các giải pháp phát triển chăn nuôi bền vững, hạn chế các tác ñộng tiêu cực ñến môi trường. 2.2 Mục tiêu cụ thể - Xác ñịnh ñược thực trạng chăn nuôi và quản lý chất thải chăn nuôi tại xã Ea Bar. 48 - Xác ñịnh và ñánh giá ñược ảnh hưởng của chăn nuôi ñến chất lượng nước mặt xã Ea Bar. - Bước ñầu ñề xuất một số kiến nghị giảm thiểu ô nhiễm do hoạt ñộng chăn nuôi tại khu vực nghiên cứu. 3. Phạm vi nghiên cứu - Trong phạm vi giới hạn về thời gian, nguồn lực và trong khuôn khổ của một ñề tài nghiên cứu phục vụ luận văn Thạc Sĩ, ñề tài chỉ nghiên cứu ảnh hưởng của chất thải chăn nuôi ñến chất lượng nước mặt xã Ea Bar, huyện Buôn Đôn, tỉnh Đắk Lắk. - Để xác ñịnh và ñánh giá ñược ảnh hưởng của chăn nuôi ñến chất lượng nước mặt, ñề tài chỉ tập trung ñánh giá một số chỉ tiêu chất lượng nước như: pH, màu sắc, ñộ ñục, DO, COD, BOD5, NH4+, NO3-, PO43-, colifoms tổng số, colifoms phân, Clostridium perfringens, salmonella. - Chất thải chăn nuôi có nhiều loại khác nhau, nên ñối tượng ñể ñánh giá chất thải chăn nuôi trong ñề tài chỉ giới hạn là các vật nuôi chủ yếu tại khu vực như: trâu, bò, gia cầm (gà, vịt). 4. Thời gian nghiên cứu Do giới hạn của ñề tài luận văn thạc sĩ, ñề tài này ñược thực hiện trong 1 năm, từ tháng 9/2010 ñến tháng 9/2011. 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài - Kết quả của ñề tài là cơ sở cho việc sử dụng nguồn nước phục vụ cho sinh hoạt, chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản trên ñịa bàn xã Ea Bar cũng như các vùng phụ cận. - Cung cấp nguồn tại liệu nghiên cứu cho các nghiên cứu tiếp theo về chất lượng nguồn nước mặt. 49 Chương I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Cơ sở lý luận 1.1.1. Vai trò của nước Nếu như chúng ta coi protein là một chất ñặc hiệu của sự sống thì nước là môi trường không thể thiếu cho sự sống. Nước tham gia vào thành phần cấu trúc của sinh quyển, là thành phần chủ yếu của trái ñất. Tài nguyên nước ở trên thế giới theo tính toán hiện nay là 1,39 tỷ km3, tập trung trong thủy quyển 97,2% (1,35 tỷ km3), còn lại trong khí quyển và thạch quyển. 94% lượng nước là nước mặn, 2% là nước ngọt tập trung trong băng ở hai cực, 0,6% là nước ngầm, còn lại là nước sông và hồ. Lượng nước con người sử dụng trong một năm khoảng 35.000 km3, trong ñó 8% cho sinh hoạt, 23% cho công nghiệp và 63% cho hoạt ñộng nông nghiệp [32]. Vai trò của nước trong sự sống Vai trò tiêu hóa các chất dinh dưỡng trong thức ăn: Các dịch tiêu hóa ñều có chứa nước, nước bọt và dịch vị có tới 98% nước. Nhờ có nước mà các chất dinh dưỡng trong thức ăn trương phồng lên và hòa tan. Các men tiêu hóa trong môi trường nước xúc tác phản ứng thủy phân, biến các hợp chất ñơn giản như ñường glucose, acid amin.. hòa tan rồi hấp thu qua niêm mạc. Vận chuyển vật chất: Nước có tác ñộng lớn ñến quá trình vận chuyển và trao ñổi chất. Nhờ có hệ thống tuần hoàn, nước chảy ñi khắp nơi trong cơ thể và mang theo các chất dinh dưỡng ñể cung cấp cho các tế bào sống. Mặt khác nó cũng chở ñi các chất cặn bã từ tế bào ñem ñi ñào thải ra ngoài các cơ quan bài tiết. Nước trong vòng tuần hoàn còn mang theo các kích thích tố ñể ñiều tiết hoạt ñộng của các cơ quan trong cơ thể. Thú ở lứa tuổi càng nhỏ, quá trình trao ñổi chất càng mạnh thì hàm lượng nước trong cơ thể càng cao. Trong cơ thể gia súc non, hàm lượng nước rất cao và giảm dần theo lứa tuổi tăng lên (Nước trong bào thai bê: 95%, trong cơ thể bê sơ sinh: 80%, trong cơ thể bò trưởng thành: 60%). 50 Tham gia vào những phản ứng hóa học: Ngoài nhiệm vụ là thành phần cấu tạo của tế bào cơ thể, là môi trường ñể tế bào hoạt ñộng, nước còn là thành viên tham gia phản ứng hóa học. Những phản ứng sinh hóa học xảy ra dù trong hay ngoài tế bào cũng ñều tiến hành trong dung môi là nước. Điều hòa áp suất thẩm thấu, thực hiện trao ñổi chất giữa tế bào và dịch thể: Nhờ có tính bán thấm của màng tế bào và sự phân bố không ñồng ñều của các chất ñiện giải, các chất hòa tan bên trong và bên ngoài tế bào, nước ñi vào hay ñi ra tạo áp lực thẩm thấu. Quá trình cân bằng này có ý nghĩa lớn trong việc trao ñổi chất của tế bào và dịch thể. Giữ thể hình sinh vật ổn ñịnh: Nước trong tế bào làm cho tế bào phồng to, nhờ vậy mà giữ ñược thể hình con vật. Mặt khác nước rất dễ chuyển dịch nên làm cho cơ thể có tính ñàn hồi, giảm nhẹ tác dụng cơ học vào cơ thể. Sự già cỗi khô héo thực chất là quá trình mất nước của tế bào. Thú tiêu chảy hay bị stress nhiệt có thể làm cho tế bào mất nhiều nước. Làm giảm tác dụng ma sát: Giữa 2 khớp nối trong cơ thể có bao dịch khớp, nhờ loại dịch này mà khi cơ thể vận ñộng làm giảm tác dụng ma sát. Tham gia tích cực trong quá trình ñiều tiết thân nhiệt: Người ta tính cứ 1 gam nước trên da khi bay hơi ñi thì mang theo 580 calo. Nhờ vậy mà khi cơ thể sản sinh nhiệt thặng dư ñược thải ra ngoài ngay khi thời tiết nóng bức, không làm gia tăng thân nhiệt. Điều này có thể quan sát rõ khi trời nóng thì thú uống nước nhiều và thải nhiều nước. Vai trò của nước trong chăn nuôi Trong chăn nuôi, nước ñóng vai trò cực kỳ quan trọng. Nước ảnh hưởng rất lớn ñến sức khỏe cũng như hiệu quả sản xuất trên gia súc, gia cầm. Ngoài việc liên quan ñến mọi quá trình trao ñổi chất, ñiều hòa nhiệt ñộ cơ thể, giúp tiêu hóa thức ăn và loại bỏ chất cặn bã (ñã trình bày ở phần trên) thì nước còn có những ảnh hưởng trong chăn nuôi như sau: Tham gia tạo thành sản phẩm chăn nuôi như là: Thịt có tỷ lệ nước: 70 – 80 % 51 Sữa có tỷ lệ nước : 85% Trứng có tỷ lệ nước: 70% [49] Vai trò ñối với chất lượng quầy thịt: Nước trong cơ thể tồn tại dưới hai trạng thái: trạng thái tự do và trạng thái kết hợp. Hàm lượng nước trong cơ thể ở cả hai trạng thái trên ñều có ảnh hưởng quan trọng ñến phẩm chất thịt, nước trong thịt nhiều sẽ làm thịt trở nên mềm nhão, rỉ nước làm giảm chất lượng thịt + Trạng thái tự do: Dễ mất mát trong quá trình chế biến thực phẩm, vì lẽ ñó có một số nơi ñã xem việc xác ñịnh hàm lượng nước tự do trong thịt là một chỉ tiêu quan trọng ñể ñánh giá chất lượng thịt. Nước tự do trong thịt ñộng vật còn chịu ảnh hưởng bởi thức ăn, nhất là kích thích tố ACTH của tuyến thượng thận có tác dụng như là một glucocorticoid giúp tăng cường tái hấp thu nước ở thận từ ñó làm giữ lại nước trong thịt nhiều hơn. Cho nên khi giết thịt thú, quầy thịt trở nên mềm nhão, rĩ nước làm giảm chất lượng thịt. + Trạng thái kết hợp: Là loại nước mà trong cơ thể có thể liên kết rất chặt chẽ với các hợp chất như protein, glucogen và các phosphatid (ví dụ như lecitin) hoặc choline, betain.. Nước này làm trương phồng các hợp chất nói trên tạo thành dạng keo. Loại nước này cũng ñóng vai trò quan trọng trong việc trao ñổi chất giữa tế bào và dịch thể, nước kết hợp làm cho thịt trở nên mềm, có ý nghĩa lớn trong chế biến thịt. Ngoài chức năng tham gia vào chu trình sống trên, nước còn là chất mang năng lượng (hải triều, thuỷ năng), chất mang vật liệu và tác nhân ñiều hoà khí hậu, thực hiện các chu trình tuần hoàn vật chất trong tự nhiên. Có thể nói sự sống của con người và mọi sinh vật trên trái ñất phụ thuộc vào nước. Con người, ñộng vật, thực vật sẽ không tồn tại ñược nếu thiếu nước, thế nhưng, hiện nay chúng ta ñang ñứng trước nguy cơ ô nhiễm môi trường và khan hiếm nguồn nước sạch. Theo số liệu thống kê năm 2008 của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) cho biết, có 80% bệnh tật ở các quốc gia ñang phát triển có liên quan ñến nước và vệ sinh môi trường bị nhiễm bẩn, mỗi năm có hơn 20 ngàn người Việt Nam chết do dùng nước bị ô nhiễm và mất vệ sinh [14]. 52 Theo Nguyễn Thị Hoa Lý và cs. (2004), vật nuôi thiếu nước có thể dẫn ñến thiệt hại về kinh tế: khi vật nuôi không ñược cung cấp ñủ nước có thể dẫn ñến stress, giảm ăn, giảm tăng trọng và giảm năng suất, vật giết mổ bị giảm trọng lượng và thịt khô. Gà con bị thiếu nước trong lò ấp thường có albumin dính vào cơ thể, thể trọng nhỏ, mắt không mở, chân héo nhăn và tái, thiếu nước có thể làm tăng tỉ lệ chết sớm hay kém ăn ở gà trưởng thành. [21] Theo WHO (2004) có tới trên 50 bệnh truyền nhiễm có nguồn gốc từ phân người và gia súc. Hiện nay tỉ lệ các bệnh dịch từ gia súc, gia cầm ñang gia tăng ở nhiều nước trên thế giới. Việt Nam là một nước có nền nông nghiệp ñang phát triển mạnh mẽ, tỉ lệ các hộ gia ñình có chuồng trại chăn nuôi gia súc, gia cầm ngày càng nhiều, tỉ lệ các trang trại cũng ngày một gia tăng. Nếu những vấn ñề bất cập trong chăn nuôi không ñược giải quyết triệt ñể sẽ gây ô nhiễm môi trường và tác ñộng nghiêm trọng, ảnh hưởng xấu ñến sức khoẻ cộng ñồng ñặc biệt là những người trực tiếp chăn nuôi gia súc, gia cầm. Hơn nữa, chất thải chăn nuôi có thể là nguồn chứa nhiều bệnh truyền nhiễm ra môi trường, cộng ñồng nếu không ñược xử lý ñúng quy trình và ñảm bảo an toàn [35]. 1.1.2. Một số ñặc ñiểm của nước 1.1.2.1. Đặc ñiểm vật lý 1.1.2.1.1. Màu sắc Nước nguyên chất không có màu. Màu sắc gây nên bởi các tạp chất trong nước (thường là do chất hữu cơ (chất mùn hữu cơ – acid humic), một số ion vô cơ (sắt…), một số loài thủy sinh vật…Màu sắc mang tính chất cảm quan và gây nên ấn tượng tâm lý cho người sử dụng. Màu nước ñạt tiêu chuẩn vệ sinh khi không có màu. Màu nước do các hợp chất vô cơ và hữu cơ trong nước tạo nên. Nước có màu làm giảm mĩ quan và làm giảm chất lượng nước. 1.1.2.1.2. Độ ñục Độ ñục gây nên bởi các hạt rắn lơ lửng trong nước. Các chất lơ lửng trong nước có thể có nguồn gốc vô cơ, hữu cơ hoặc các vi sinh vật, thủy sinh vật có