Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật môi trường: Tái sử dụng nguồn cơm thừa để sản xuất phân bón lá

Chia sẻ: Diệp Nhất Thiên | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:150

Thêm vào BST

Báo xấu

38
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu của đề tài là Tận dụng nguồn thức ăn thừa ở các nhà hàng ở TP. HCM để tái chế thành sản phẩm phân bón hữu cơ sinh học phục vụ nông nghiệp, góp phần tái sử dụng các phế phụ phẩm hữu cơ, tăng cường khả năng tái chế rác thải, hạn chế ô nhiễm môi trường, bảo vệ sức khỏe cộng đồng và nâng cao chất lượng nông sản.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật môi trường: Tái sử dụng nguồn cơm thừa để sản xuất phân bón lá

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM --------------------------- BÙI THỊ XUÂN THU TÁI SỬ DỤNG NGUỒN THỨC ĂN THỪA ĐỂ SẢN XUẤT PHÂN BÓN LÁ LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường Mã số ngành: 60520320 TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 09 năm 2017
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM --------------------------- BÙI THỊ XUÂN THU TÁI SỬ DỤNG NGUỒN THỨC ĂN THỪA ĐỂ SẢN XUẤT PHÂN BÓN LÁ LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường Mã số ngành: 60520320 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN THỊ HAI TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 09 năm 2017
CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS. NGUYỄN THỊ HAI Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ TP. HCM ngày15 tháng 09 năm 2017. Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ) TT Họ và tên Chức danh Hội đồng 1 Chủ tịch 2 Phản biện 1 3 Phản biện 2 4 Ủy viên 5 Ủy viên, Thư ký Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã được sửa chữa (nếu có). Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP. HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG QLKH – ĐTSĐH Độc lập – Tự do – Hạnh phúc TP. HCM, ngày 15 tháng 09 năm 2017 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: BÙI THỊ XUÂN THU Giới tính: NỮ Ngày, tháng, năm sinh: . 16/08/1988 Nơi sinh: PHÚ YÊN Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG MSHV:1541810018 I- Tên đề tài: Tái sử dụng nguồn cơm thừa để sản xuất phân bón lá. II- Nhiệm vụ và nội dung:  Nhiệm vụ:Sử dụng nguồn thức ăn thừa từ các nhà hàng và dịch vụ ăn uống để sản xuất phân bón lá.  Nội dung: - Nội dung 1: Đánh giá tiềm năng rác thải hữu cơ thức ăn thừa tại một số nhà hàng dịch vụ ăn uống tại thành phố HCM. - Nội dung 2: Kiểm tra và đánh giá lại độ thuần của các chủng Bacillus subtilis BDH4 và Lactobacillus L2. - Nội dung 3: Đánh giá ảnh hưởng tỷ lệ phối trộn của chủng vi sinh vật Bacillus subtilis và Lactobacillus. - Nội dung 4:Đánh giá hiệu quả của phân bón trên cây rau muống III- Ngày giao nhiệm vụ:30/08/2016 IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 15/09/2017 V- Cán bộ hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Hai CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH TS. Nguyễn Thị Hai
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôidưới sự hướng dẫn của cô TS. Nguyễn Thị Hai, khoa Công nghệ sinh học – Thực phẩm – Môi trường, Trường Đại học Công Nghệ TP Hồ Chí Minh. Các số liệu, kết quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khácngoài đồ án tốt nghiệp của Hồ Thị Thảo Ly Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về luận văn của mình. TP. HCM, ngày 15 tháng 09 năm 2017 Học viên thực hiện Luận văn Bùi Thị Xuân Thu
ii LỜI CÁM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn tốt nghiệp tại Trường ĐH Công Nghệ TP. HCM, em đã nhận được nhiều sự quan tâm giúp đỡ từ quý Thầy Cô, gia đình và bạn bè. Để hoàn thành được luận văn tốt nghiệp này, lời đầu tiên em xin được chân thành gửi lời cảm ơn đến Trường Đại học Công Nghệ TP. HCM đã tạo điều kiện cho em được thực hiện luận văn tại phòng thí nghiệm của trường. Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời tri ân chân thành đến Cô TS. Nguyễn Thị Hai, Cô đã động viên, tận tình hướng dẫn và chỉ bảo em trong suốt thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp. Em cũng xin được gửi lời cảm ơn đến quý Thầy, Cô khoa Công nghệ sinh học – Thực phẩm – Môi trường đã giúp em trong suốt thời gian em thực hiện luận văn. Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình đã luôn chăm sóc, tạo điều kiện cho em đến trường theo đuổi ước mơ và thường xuyên khích lệ, động viên em trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn. Em xin cảm ơn đến các bạn trong phòng thí nghiệm – những người bạn luôn sát cánh và giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện luận văn. Cuối cùng, em xin cảm ơn các Thầy, Cô trong Hội đồng phản biện đã dành thời gian đọc và nhận xét luận văn này. Em xin gửi đến quý Thầy, Cô lời chúc sức khỏe. Em xin chân thành cảm ơn! TP. HCM, ngày 15 tháng 09 năm 2017 Học viên thực hiện Luận văn Bùi Thị Xuân Thu
iii TÓM TẮT Luận văn “Tái sử dụng thức ăn thừa để sản xuất phân bón lá” được thực hiện từ tháng 11 năm 2016 đến tháng 6 năm 2017 tại trường Đại học Công nghệ thành phố Hồ Chí Minh. Kết quả khảo sát của đề tài cho thấy, mỗi ngày có khoảng từ 40 – 150 kg thức ăn thừa được thả ra từ mỗi nhà hàng. Chỉ dưới 30% thức ăn thừa được thu gom để chăn nuôi và lượng còn lại là bỏ theo rác thải. Mục tiêu của đồ án là tận dụng nguồn thức ăn thừa để sản xuất phân bón lá. Kết quả nghiên cứu cho thấy, thức ăn thừa có độ ẩm cao (79, 39%), tỷ lệ C/N là 30,43, pH = 6, 3 thích hợp cho việc sản xuất phân bón lá. Sử dụng vi khuẩn Bacillus subtilis hoặc phối trộn Bacillus và Lactobacillus với tỷ lệ 1:1 cho kết thủy phân thức ăn thừa tốt hơn không bổ sung và bổ sung chế phẩm Emina. Dịch thủy phân ở công thức bổ sung Bacillus subtilis cũng như công thức phối trộn Bacillus subtilis và Lactobacillus theo tỷ lệ 1:1 không bị nhiễm Salmonella và coliform đáp ứng yêu cầu của phân bón hữu cơ. Sản phẩm phân bón từ cơm thừa có khả năng kích thích sự nẩy mầm của hạt và sự tăng trưởng của cây trồng .
iv ABSTRACT The thesis ”Reuse of food waste for producing foliar fertilizer”” has been carried out from November 2016 to July 2017 in Hutech lab. The result showed that, from 40 to 150 kg food waste per one restaurant is produced in every day in Ho Chi Minh City. Less than 30% of that is reused for livestock feed and more than 70% of food waste is sent to landfill. The aim of the research is to produce foliar organic fertilizer from food waste by using unharmful bacteria (Bacillus subtilis and lactobacillus) fermentation. Food waste has high percentage ofmoisture (> 79.39%) and C: Nratiois 30.43 which is suitable for producing of foliar fertilizer. Anaerobic fermentation of food waste with Bacillus subtilis and Lactobacillus showedeffect in both N total and N formol. The addition of Bacillus subtilisBDH4 or addition of Bacillus subtilis/Lactobacillus with ratio of 1:1 showed in both N total and N formol higher than without addition of Bacteria and addition of Emina (commercial product). The addition of Bacillus subtilis BDH4 of 10% (v/w) or 10% of Bacillus subtilis BDH4/lactobacillus with ratio of 1:1 showed both total Nitrogen and formol nitrogen that are higher than other ratio. Their fermented solution showed no Salmonella and Coliform that satisfy the standards of organic fertilier. This fertilizer enhanced the seed germination and plant growth.
v MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i LỜI CÁM ƠN ............................................................................................................ ii TÓM TẮT ................................................................................................................. iii ABSTRACT .............................................................................................................. iv MỤC LỤC ...................................................................................................................v DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .................................................................................. viii DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................................ ix DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH ..................................x PHẦN MỞ ĐẦU .........................................................................................................1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .....................................................................4 1.1. TỔNG QUAN VỀ RÁC THẢI HỮU CƠ TỪ THỨC ĂN THỪA ..................4 1.1.1. Khái niệm rác thải hữu cơ ..........................................................................4 1.1.2. Nguồn gốc phát sinh rác thải hữu cơ .........................................................4 1.1.3. Đặc điểm của rác thải hữu cơ ....................................................................4 1.1.4. Rác thải là cơm thừa ..................................................................................4 1.2. CÁC NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG THỨC ĂN THỪA ......................................5 1.2.1. Tổng quan về phân bón lá ..........................................................................5 1.2.2. Tổng quan về phân bón vi sinh ..................................................................8 1.2.3. Lịch sử phát triển Bacillus subtilis ..........................................................14 1.2.4. Phânloại ...................................................................................................15 1.2.5. Đặc điểm của Bacillus subtilis .................................................................16 1.3. TỔNG QUAN VỀ VI KHUẨN LACTOBACILLUS SPP ............................26 1.3.1. Lịch sử nghiên cứu về Lactobacillus spp.................................................26 1.3.2. Phân loại Lactobacillus spp. ....................................................................26 1.3.3. Đặc điểm phân bố ....................................................................................27 1.3.4. Đặc điểm hình thái của vi khuẩn Lactobacillus spp. ...............................27 1.3.5. Đặc điểm sinh trưởng của vi khuẩn Lactobacillus spp. ...........................28
vi 1.3.6. Nhu cầu dinh dưỡng của vi khuẩn Lactobacillus spp. .............................28 1.3.7. Đặc điểm sinh hóa của vi khuẩn Lactobacillus spp. ................................33 1.3.8. Khả năng phân giải protein của vi khuẩn Lactobacillus spp. ..................33 1.3.9. Khả năng sinh ra các chất kháng khuẩn và đối kháng với các vi khuẩn gây bệnh. ............................................................................................................33 1.3.10. Tình hình nghiên cứu sử dụng Lactobacillus bổ sung vào chế phẩm phân bón vi sinh hữu cơ trong nông nghiệp. .....................................................34 1.4. TỔNG QUAN QUÁ TRÌNH LÊN MEN .......................................................34 1.4.1. Khái niệm .................................................................................................34 1.4.2. Phân loại sản phẩm lên men: ...................................................................35 1.4.3. Các vi sinh vật tham gia trong quá trình lên men: ...................................35 1.4.4. Quá trình lên men ở phòng thí nghiệm ....................................................37 1.5. TỔNG QUAN VỀ ĐẠM TỔNG....................................................................38 1.6. TỔNG QUAN VỀ AMINO ACID .................................................................38 CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................40 2.1. THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU ...............................................40 2.1.1. Địa điểm nghiên cứu ................................................................................40 2.1.2. Thời gian nghiên cứu ...............................................................................40 2.2. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU ............................................................................40 2.2.1. Nguồn mẫu ...............................................................................................40 2.2.2. Dụng cụ và thiết bị ...................................................................................41 2.2.3. Hóa chất và môi trường ...........................................................................41 2.3. BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM ..................................................................................45 2.3.1. Bố trí thí nghiệm chung ...........................................................................45 2.3.2. Bố trí thí nghiệm chi tiết ..........................................................................46 2.3.3. Tiến hành thí nghiệm ...............................................................................64 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................73 3.1. Tình hình thức ăn thừa tại thành phố Hồ Chí Minh .......................................73 3.2. Đặc điểm của nguồn thức ăn thừa ..................................................................74
vii 3.3. Làm thuần các chủng vi sinh vật ....................................................................75 3.4. Xác định tỷ lệ vi khuẩn Bacillus subtilis và Lactobacillus thích hợp để tăng cường quá trình phân hủy thức ăn thừa tạo phân bón. ..........................................77 3.5. Đánh giá mức độ nhiễm Coliform và Salmonella của dịch thủy phân ở các công thức. ..............................................................................................................82 3.6. Sự hiện diện của vi khuẩn Coliform ...............................................................82 3.7. Sự hiện diện của vi khuẩn Salmonella ...........................................................84 3.8. Hiệu quả của phân bón hữu cơ vi sinh vật từ thức ăn thừa đến sinh trưởng của thực vật. .................................................................................................................90 3.8.1. Ảnh hưởng của chế phẩm đến khả năng nảy mầm của đậu xanh ............90 3.8.2. Ảnh hưởng của dịch thủy phân từ thức ăn thừa đến sinh trưởng của cây ra muống ............................................................................................................91 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................93 Kết luận .................................................................................................................93 Đề nghị ..................................................................................................................93 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................94 PHỤ LỤC
viii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT TSA Trypic Soy Agar BPW Buffered peptone water RV Rappaport – Vassiliadis soya peptone LDC Lysine decarboxylase TSI Triple sugar iron XLD Xylose lysine desoxycholate PCA Plate count agar VP Voges Progkauer VRB Violet red bile agar BGBL Brilliant green bile lactose borth MT Mẫu trắng ĐC Đối chứng
ix DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Các thử nghiệm sinh hóa của Bacillus subtilis .........................................19 Bảng 1.2: Một số loại enzyme do Bacillus subtilis sinh tổng hợp, đặc tính và phản ứng thủy phân ............................................................................................................23 Bảng 2.1: Biểu hiện đặc trưng của Salmonella trong test sinh hóa. .........................63 Bảng 2.2: Tỷ lệ phối trộn sinh khối vi sinh vật. ........................................................64 Bảng 2.3: Tỷ lệ pha loãng chế phẩm phun thử trên đậu xanh. ..................................67 Bảng 2.4: Bố trí thí nghiệm đánh gia ảnh hưởng của phân bón từ thức ăn thừa đến sinh trưởng của cây rau muống .................................................................................70 Bảng 3.1: Tình hình thức ăn thừa thải ra tại một số nhà hàng ở thành phố Hồ Chí Minh ..........................................................................................................................74 Bảng 3.2: Đặc điểm nguyên liệu đầu vào. ................................................................75 Bảng 3.3: Hàm lượng N tổng số trong dịch thủy phân ở các công thức ...................78 Bảng 3.4: Hàm lượng N formol (%) trong dịch thủy phân ở các công thức.............80 Bảng 3.5: Hàm lượng N tổng số và N formol ở từng công thức sau ngày 30 bổ sung chế phẩm. ..................................................................................................................81 Bảng 3.6: Sự xuất hiện khuẩn lạc trên môi trường nuôi cấy.....................................82 Bảng 3.7: Sự hiện diện của khuẩn lạc nghi Salmonella trên môi trường XLD ........84 Bảng 3.8: Kết quả thử nghiệm sinh hóa của các công thức có sự xuất hiện khuẩn lạc ...................................................................................................................................90 Bảng 3.9: Ảnh hưởng của dịch thủy phân từ thức ăn thừa đến sinh trưởng của cây rau muống ..................................................................................................................92 Bảng 3.10: Chất lượng của phân bón dạng ỏng từ sự lên men thức ăn thừa ............92
x DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH Hình 1.1: Tế bào Bacillus subtilis .............................................................................15 Hình 1.2: Hình thái vi khuẩn Bacillus subtilis ..........................................................17 Hình 1.3: Bào tử vi khuẩn Bacillus subtilis ..............................................................17 Hình 1.4: Tế bào Lactosebacilus ...............................................................................27 Hình 1.5: Hình dạng tế bào của một số chủng vi khuẩnLactobacillus .....................28 Hình 2.1: Quy trình nhân giống chủng vi sinh vật ....................................................44 Hình 2.2: Sơ đồ quy trình tạo chế phẩm phân bón lá ................................................45 Hình 2.3: Tủ sấy mẫu ................................................................................................47 Hình 2.4: Bình hút ẩm ...............................................................................................48 Hình 2.5: Sơ đồ xác định độ tro tổng ........................................................................50 Hình 2.6: Sơ đồ quy trình xác định nitơ tổng số bằng thực nghiệm .........................53 Hình 2.7: Dung dịch formol ......................................................................................55 Hình 2.8: Mẫu trắng ..................................................................................................56 Hình 2.9: Mẫu thật ....................................................................................................56 Hình 2.10: Sơ đồ quy trình định lượng coliform ......................................................58 Hình 2.11: Sơ đồ quy trình định lượng Salmonella ..................................................61 Hình 2.12: Mẫu đậu xanh được thu lấy .....................................................................66 Hình 2.13: Sơ đồ khảo sát độ nảy mầm sau khi phun chế phẩm. .............................68 Hình 2.14: Khảo sát tỷ lệ nảy mầm hạt đậu xanh. ....................................................69 Hình 2.15: Rau muống trước khi phun dịch thủy phân .............................................71 Hình 2.16: Rau muống sau khi phun dịch thủy phân ................................................72 Hình 3.1: Khuẩn lạc của chủng Bacillus subtilis BDH4 ...........................................75 Hình 3.2: Kết quả nhuộm gram của chủng BDH4 ....................................................76 Hình 3.3: Kết quả nhuộm bào tử của chủng BDH4 ..................................................76 Hình 3.4: Hình thái khuẩn lạc và hình thái tế bào của chủng Lactobacillus L2 nhuộm Gram trên kính hiển vi x100 .........................................................................77 Hình 3.5: Hàm lượng N formol trong dịch thủy phân ở các công thức. ...................80
xi Hình 3.6: Khuẩn lạc nghi ngờ là coliform ở CT ĐC.................................................83 Hình 3.7: Khuẩn lạc nghi ngờ là coliform ở CT2 .....................................................83 Hình 3.8: Khuẩn lạc nghi ngờ là coliform ở CT3 .....................................................83 Hình 3.9: Tạo khí trong ống durham ở lần lượt các công thức ĐC, CT2, CT3 ........84 Hình 3.10: Kết quả nuôi ủ khuẩn lạc trên môi trường XLD .....................................85 Hình 3.11: Kết quả nuôi ủ khuẩn lạc trên môi trường TSA ở CT ĐC ......................86 Hình 3.12: Kết quả nuôi ủ khuẩn lạc trên môi trường TSA ở CT2. .........................86 Hình 3.13: Kết quả nuôi ủ khuẩn lạc trên môi trường CT3 ......................................87 Hình 3.14: Kết quả thử nghiệm sinh hóa LDC. ........................................................87 Hình 3.15: Kết quả thử nghiệm sinh hóa VP ............................................................88 Hình 3.16: Kết quả thử nghiệm sinh hóa mannitol ...................................................88 Hình 3.17: Kết quả thửu nghiệm sinh hóa urea ........................................................89 Hình 3.18: Kết quả thử nghiệm sinh hóa TSI ...........................................................89 Hình 3.19: Tỷ lệ nảy mầm hạt đậu xanh từng công thức ở độ pha loãng 50 lần ......91
1 PHẦN MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài: Thức ăn thừa đang là nỗi lo của cả toàn cầu. Chỉ tính riêng EU, mỗi năm có khoảng 88 triệu tấn thức ăn thừa (Stoknes et al, 2016). Ở Ấn Độ, mỗi ngày có khoảng 809 tấn thức ăn thừa từ các nhà hàng khách sạn thải ra môi trường (Syeda Azeem et al, 2015). Thức ăn thừa là nguồn vật liệu giàu chất hữu cơ, việc thải bỏ thức ăn thừa theo rác thải gây ô nhiễm môi trường rất lớn (Zhi-Long Ye et al 2008; Birdieet al, 2014; Jialing Tang et al, 2016). Trên phạm vi toàn cầu, 6-10% khí nhà kính được sinh ra từ thức ăn thừa (Stoknes et al, 2016). Thức ăn thừa từ các nhà hàng, khách sạn thường có độ ẩm cao không phù hợp để ủ compost (Syeda Azeem et al, 2015). Theo Syeda Azeem Unnisa (2015), thức ăn thừa là nguồn vật liệu tốt để sản xuất phân bón dạng lỏng. Theo tác giả, phân bón lên men từ thức ăn thừa tương đối dễ làm, không chứa độc tố gây hại và cho hiệu quả tốt đối cây trồng. Vì vậy, nhiều nghiên cứu trên thế giới đã sử dụng thức ăn để sản xuất phân bón dạng lỏng (Birdieet al, 2014; Stoknes et al, 2016, Tan, 2015). Việc chuyển hóa thức ăn thừa thành phân bón vừa giúp làm giảm ô nhiễm môi trường vừa góp phần tạo ra loại phân bón hữu cơ sử dụng cho sản xuất nông nghiệp sạch đáp ứng xu hướng phát triển của xã hội hiện nay. Ỏ Việt Nam, việc sử dụng rác thải nhà bếp để ủ compost được phổ biến rộng rãi nhưng sử dụng thức ăn thừa để tạo phân bón dạng lỏng vẫn chưa được quan tâm. Vì vậy, học viên tiến hành nghiên cứu. “Tái sử dụng các nguồn thức ăn thừa để sản xuất phân bón lá”. 2. Lý do chọn đề tài: Hằng năm, nước ta phải nhập khẩu phân bón lá từ nước ngoài về để phục vụ trong sản xuất nông nghiệp. Trong khi nguồn rác thải hữu cơ trong nước (chủ yếu từ các nhà hàng, khách sạn và các chợ) rất nhiều gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân. Việc tận dụng nguồn rác thải này để sản xuất phân bón nhằm hạn chế việc nhập khẩu phân bón và hạn chế nguồn rác thải gây ô nhiễm môi trườngrất cần thiết.
2 3. Mục đích nghiên cứu: Tận dụng nguồn thức ăn thừa ở các nhà hàng ở TP. HCM để tái chế thành sản phẩm phân bón hữu cơ sinh học phục vụ nông nghiệp, góp phần tái sử dụng các phế phụ phẩm hữu cơ, tăng cường khả năng tái chế rác thải, hạn chế ô nhiễm môi trường, bảo vệ sức khỏe cộng đồng và nâng cao chất lượng nông sản. 4. Đối tượng nghiên cứu: Thức ăn thừa và các chủng vi khuẩn Bacillus subtilis và Lactobacillus. 5. Phạm vi nghiên cứu: Thực hiện lên men tạo chế phẩm phân bón lá ở quy mô phòng thí nghiệm. (Phòng thí nghiệm tại trường ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ TP. HCM). 6. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp thu thập thông tin: Thu thập các nguồn tài liệu từ sách, báo, internet, thư viện, từ các cơ quan, đơn vị có lưu trữ các nguồn tài liệu có liên quan đến đề tài nghiên cứu. Phương pháp thống kê và xử lý số liệu: Kết quả thực nghiệm thu được sẽ được xử lý nhờ vào các phần mềm tin học như SAS, Excel… và cho ra các bảng biểu, đồ thị, bản vẽ với kết quả nghiên cứu tin cậy và tối ưu. Phương pháp thực nghiệm: Nghiên cứu thực nghiệm từ phòng thí nghiệm có đủ các dụng cụ, thiết bị thí nghiệm và hóa chất cần thiết. 7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu + Xác định được tiềm năng rác thải hữu cơ là thức ăn thừa ở một số khu vực tại thành phố Hồ Chí Minh làm cơ sở cho việc quản lý hiệu quả nguồn rác thải này. + Xác định tỷ lệ phối trộn của các vi sinh vật trong phân hủy thức ăn thừa. + Xác định hiệu quả của phân bón sản xuất được đến sinh trưởng của một số cây trồng (cụ thể là cây rau muống). + Kết quả đề tài là bước đầu cho việc tái sử dụng nguồn thức ăn thừa nhằm làm giảm ô nhiễm môi trường và góp phần tạo ra lượng phân bón hữu cơ, phục vụ cho sản xuất nông nghiệp sạch.
3 8. Tính mới của đề tài: Sản xuất chế phẩm phân bón lá từ nguồn thức ăn thừa bằng cách sử dụng vi khuẩn thân thiện với môi trường. 9. Kết cấu của luận văn - Phần Mở đầu - Chương 1: Tổng quan tài liệu – nội dung chương đề cập đến các nội dung liên quan đến tài liệu nghiên cứu. - Chương 2: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu – nội dung chương đề cập đến các dụng cụ, thiết bị và các phương pháp nghiên cứu trong luận văn. - Chương 3: Kết quả và thảo luận – nội dung chương đưa ra những kết quả mà luận văn thực hiện được và đưa ra những thảo luận, biện chứng cho kết quả thu được. - Phần kết luận và kiến nghị: Nội dung chương tóm lại những kết quả mà luận văn đạt được và đề nghị cho những hướng cần cải thiện thêm trong luận văn.
4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. TỔNG QUAN VỀ RÁC THẢI HỮU CƠ TỪ THỨC ĂN THỪA 1.1.1. Khái niệm rác thải hữu cơ Rác thải hữu cơ là loại rác thải có nguồn gốc từ thiên và có thành phần chính là C, H, O. Ngoài 3 thành phần chính này, rác thải hữu cơ còn có thêm các thành phần khác như S, N, P… Nói một cách khái quát, dễ hiểu hơn thì đó là các chất thải được loại bỏ từ nguyên liệu thực phẩm. thức ăn thừa, vỏ và hoa quả, bánh kẹo, hoa lá trang trí trong nhà đã bị héo mà con người không dung được nữa, vứt bỏ vào môi trường sống. 1.1.2. Nguồn gốc phát sinh rác thải hữu cơ Từ các hoạt động sản xuất nông nghiệp: Nguồn chất thải chủ yếu từ các cánh đồng sau mùa vụ, các trang trại, các vườn cây, . . . Rác thải chủ yếu thực phẩm dư thừa, phân gia súc, rác nông nghiệp, các chất thải ra từ trồng trọt, từ quá trình thu hoạch sản phẩm, chế biến các sản phẩm nông nghiệp. Từ các động thương mại: Quầy hàng, nhà hàng, chợ, văn phòng cơ quan, khách sạn, . . . Các nguồn thải có thành phần tương tự như đối với các khu dân cư. Từ khu dân cư: Bao gồm các khu dân cư tập trung, những hộ dân cư tách rời. Nguồn rác thải chủ yếu là: Thực phẩm dư thừa. 1.1.3. Đặc điểm của rác thải hữu cơ Rác hữu cơ dễ phân hủy (thực vật, chất thải động vật, giấy. . . ) có thể đem chế biến thành phân bón, ủ kín phân hủy nhờ vi sinh vật, tạo khí thiên nhiên làm nhiên liệu. 1.1.4. Rác thải là cơm thừa Theo Tan et al. (2015) có khoảng 8000 tấn thức ăn thừa và rác nhà bếp phát sinh hàng ngày tại Malaysia. Đối với các nước EU, hàng năm có khoảng 88 triệu tấn thức ăn thừa thải ra môi trường. Mỗi năm, mỗi người vứt bỏ 95 – 115 kg thức ăn thừa. Ở Mỹ, lượng thức ăn thừa chiếm đến 40% sản lượng lương thực sản xuất ra (Gunder, 2012). Theo Zhi-Long Ye et al (2008) và Jialing Tang et al (2016), trong thức ăn thừa chứa một lượng lớn tinh bột và cũng khá giàu protein và lipid. Việc
5 vứt bỏ thức ăn thừa ra các bãi rác thải sẽ tạo điều kiện cho các vi sinh vật gây bệnh phát triển và đây cũng chính là nguồn phát sinh khí nhà kính (CH4, CO2). Tính trên phạm vi toàn cầu, thức ăn thừa chiếm 6 – 10% lượng khí nhà kính do con người thải ra. Sử dụng các vi sinh vật để phân hủy thức ăn thừa tạo phân bón dạng lỏng trong điều kiện thiếu oxy giúp giảm lượng khí nhà kính tốt hơn so với ủ compost (Stoknes et al, 2016). 1.2. CÁC NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG THỨC ĂN THỪA Việc sử dụng rác thải hữu cơ để ủ phân compost được nhiều tác giả trong vàngoài nước thực hiện và đã được phổ biến rộng rãi cho người dân. Mới đây, Hà Thanh Toàn et al (2010) cho biết, phân hủy rác thải bằng biện pháp sinh học trong thùng lên men 10 lít, giúp làm giảm khí thải và rút ngắn thời gian từ 22 ngày xuống còn 18 ngày. Tuy nhiên cứu nghiên cứu về sử dụng thức ăn vẫn còn hạn chế. Trong khi đó, Leah Mason et al (2011) Syeda Azeem Unnisa (2015), Tan Lih Min (2015), Stoknes et al (2016) đều cho rằng thức ăn thừa chá một lượng lớn các chất hữu cơ. Việc vứt bỏ thức ăn thừa ra các bãi rác sẽ gây mùi hôi khó chịu và làm gây phát thải đáng kể lượng khí nhà kính. Các nghiên cứu cho rằng, tái sử dụng thức ăn thừa bằng lên men thiếu khí sẽ tạo nên phân bón hữu cơ rất tốt cho cây trồng. Theo Leah Mason et al (2011), phân bón dạng lỏng tạo ra từ thức ăn thừa có hàm lượng N là 1.15 %, P là 0.308% và K là 0.7% rất thích hợp để phun cho cây trồng. 1.2.1. Tổng quan về phân bón lá 1.2.1.1 Lịch sử phát triển Phân bón lá được sử dụng ở Việt Nam từ đầu những năm 1980 của thế kỷ trước, tuy nhiên phải đến năm 2000,thuật ngữ phân bón lá mới được chính thức đề cập trong các văn bản pháp qui của Nhà nước (Nghị định số 113/2003/NĐ-CP ngày 07/10/2003 và các thông tư, quyết định của Bộ Nông nghiệp và PTNT). Vai trò của phân bón lá ngày càng tăng do việc sử dụng lâu dài các nguyên tố dinh dưỡng đa, trung lượng mà không có bổ sung các chất vi lượng; Hơn nữa, nhiều nguyên tố, nhất là vi lượng dễ bị kết tủa khi thay đổi môi trường đất, rửa trôi. . . nên việc đưa các nguyên tố này vào cây trồng thông qua lá là phương pháp hiệu quả. Hầu hết