Luận văn Thạc sĩ Sinh học: Nghiên cứu thực trạng ô nhiễm môi trường và xây dựng quy trình chế biến phân bón hữu cơ sinh học từ bã Dong riềng tại xã Xuân Vân, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM ––––––––––––––––––––––

TẠ PHƯƠNG THU

NGHIÊN CỨU THỰC TRẠNG Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG VÀ

XÂY DỰNG QUY TRÌNH CHẾ BIẾN PHÂN BÓN HỮU CƠ

SINH HỌC TỪ BÃ DONG RIỀNG TẠI XÃ XUÂN VÂN,

HUYỆN YÊN SƠN, TỈNH TUYÊN QUANG

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

THÁI NGUYÊN - 2019

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM -––––––––––––––––––––––

TẠ PHƯƠNG THU

NGHIÊN CỨU THỰC TRẠNG Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG VÀ

XÂY DỰNG QUY TRÌNH CHẾ BIẾN PHÂN BÓN HỮU CƠ

SINH HỌC TỪ BÃ DONG RIỀNG TẠI XÃ XUÂN VÂN,

HUYỆN YÊN SƠN, TỈNH TUYÊN QUANG

NGÀNH: SINH THÁI HỌC

MÃ SỐ: 8.42.01.20

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS. LƯƠNG THỊ THÚY VÂN

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

THÁI NGUYÊN - 2019

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng cá nhân tôi dưới sự

hướng dẫn của TS. Lương Thị Thúy Vân, giảng viên khoa Sinh học, trường Đại

học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận

văn là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Nếu sai

tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm.

Tác giả

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Tạ Phương Thu

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài luận văn thạc sĩ chuyên ngành Sinh thái học, tại khoa Sinh học Trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên, tôi đã nhận được sự ủng hộ, giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo, các đồng nghiệp, bạn bè và gia đình.

Trước tiên tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc nhất đến cô giáo hướng dẫn TS. Lương Thị Thúy Vân đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm quý báu để tôi có thể hoàn thành luận văn này.

Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến Ban giám hiệu trường Đại học Sư phạm, phòng quản lý Đào tạo Sau Đại học, tập thể các thầy cô giáo khoa Sinh học Trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên, đã nhiệt tình giảng dạy và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình tôi học tập và nghiên cứu tại trường.

Tôi xin trân trọng cảm ơn Sở Giáo dục & Đào tạo tỉnh Tuyên Quang, BGH trường THPT Xuân Vân đã tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tôi trong thời gian tôi đi học.

Tôi chân thành cảm ơn Sở Công thương tỉnh Tuyên Quang, các hộ sản xuất chế biến tinh bột dong riềng tại xã Xuân Vân, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang đã tạo điều kiện giúp đỡ khi tôi thực hiện nghiên cứu đề tài tại địa phương.

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới toàn thể gia đình, bạn

bè và đồng nghiệp đã luôn cổ vũ, động viên tôi trong suốt thời gian qua.

Trong quá trình thực hiện luận văn, do còn hạn chế về mặt thời gian, kinh phí cũng như trình độ chuyên môn nên không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được những ý kiến quý báu của thầy cô giáo, các nhà khoa học, cùng bạn bè, đồng nghiệp.

Tôi xin trân trọng cảm ơn!

Thái Nguyên, tháng 4 năm 2019

Tác giả

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Tạ Phương Thu

MỤC LỤC

Lời cam đoan ........................................................................................................ i

Lời cảm ơn ........................................................................................................... ii

Mục lục ............................................................................................................... iii

Danh mục viết tắt ................................................................................................ iv

Danh mục bảng .................................................................................................... v

Danh mục hình .................................................................................................... vi

MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1

1. Lý do chọn đề tài ............................................................................................. 1

2. Mục tiêu nghiên cứu ........................................................................................ 2

3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài ............................................ 2

Chương 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................ 3

1.1. Thực trạng sản xuất, chế biến tinh bột Dong riềng và tác động tới môi

trường từ các cơ sở chế biến Dong riềng từ các làng nghề ở Việt Nam ............ 3

1.2. Thực trạng sản xuất, chế biến tinh bột Dong riềng và tác động tới môi

trường tại Tuyên Quang ....................................................................................... 7

1.2.1. Thực trạng sản xuất, chế biến tinh bột Dong riềng tại Tuyên Quang ....... 7

1.2.2. Tác động tới môi trường của hoạt động sản xuất, chế biến tinh bột

Dong riềng tại Tuyên Quang ............................................................................... 8

1.3. Vai trò của vi sinh vật chuyển hóa chất thải hữu cơ và ứng dụng để sản

xuất phân bón hữu cơ sinh học .......................................................................... 11

1.3.1. Vai trò chuyển hóa chất thải hữu cơ của vi sinh vật ............................... 11

1.3.2. Nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật để sản xuất phân bón hữu cơ sinh học ..... 14

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU ................................................................................................ 22

2.1. Đối tượng nghiên cứu và thời gian nghiên cứu .......................................... 22

2.1.1. Đối tượng nghiên cứu .............................................................................. 22

2.1.2. Thời gian nghiên cứu ............................................................................... 23

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

2.2. Nội dung nghiên cứu .................................................................................. 23

2.3. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................ 23

2.3.1. Phương pháp điều tra, lấy mẫu và phân tích ........................................... 23

2.3.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm ................................................................ 25

2.3.3. Phương pháp theo dõi các chỉ tiêu sinh trưởng, phát triển của rau Su su .... 26

2.4. Phương pháp xử lý số liệu .......................................................................... 26

Chương 3: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN- KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC

NGHIÊN CỨU ................................................................................................. 27

3.1. Điều kiện tự nhiên ...................................................................................... 27

3.2. Điều kiện kinh tế xã hội .............................................................................. 29

3.2.1. Diện tích, dân số ...................................................................................... 29

3.2.2. Hiện trạng phát triển kinh tế - xã hội .................................................... 29

Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .......................... 32

4.1. Nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường từ các cơ sở sản xuất, chế biến

tinh bột Dong riềng xã Xuân Vân, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang ........... 32

4.1.1. Ô nhiễm do nước thải .............................................................................. 32

4.1.2. Ô nhiễm do bã thải ................................................................................... 38

4.2. Sản suất phân bón hữu cơ từ bã thải Dong riềng........................................ 41

4.2.1. Quy trình ủ phân hữu cơ từ bã Dong riềng .............................................. 41

4.2.2. Diễn biến nhiệt độ của đống ủ theo thời gian .......................................... 42

4.2.3. Thành phần lý, hóa học của sản phẩm sau khi ủ ..................................... 44

4.2.4. Đặc điểm cảm quan của sản phẩm phân hữu cơ sau khi ủ ...................... 45

4.3. Ứng dụng phân bón hữu cơ sinh học sản xuất từ bã Dong riềng bón

cho cây rau su su tại xã Xuân Vân, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang ...... 46

4.3.1. Đặc tính hóa học đất trồng su su tại xã Xuân Vân, huyện Yên Sơn,

tỉnh Tuyên Quang .............................................................................................. 46

4.3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của phân hữu cơ sinh học sản xuất từ bã thải

Dong riềng đến sinh trưởng phát triển và năng suất rau Su su.......................... 47

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................................... 49

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 50

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

PHỤ LỤC

DANH MỤC VIẾT TẮT

Biochemical oxygen Demand BOD5

Bộ Tài nguyên môi trường BTNMT

Tỉ lệ giữa cacbon và nitơ C/N

Tỉ lệ giữa cacbon và photpho C/P

Chemical Oxygen Demand COD

Công thức CT

Dương Liễu 1 DL1

Dương Liễu 2 DL2

Dương Liễu 3 DL3

NN&PTNT Nông nghiệp và phát triển nông thôn

Quy chuẩn Việt Nam QCVN

Số thứ tự STT

Tiêu chuẩn cho phép TCCP

Tiêu chuẩn ngành TCN

Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN

Thí nghiệm TN

Trách nhiệm hữu hạn TNHH

Ủy ban nhân dân UBND

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Vi sinh vật VSV

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Chất lượng phân bón hữu cơ ủ từ bã thải Dong riềng ...................... 19

Bảng 1.2. Tính chất lý, hóa học của bã thải dong riềng sau ủ so với ban đầu .. 19

Bảng 1.3. Hiệu quả của phân hữu cơ đến năng suất lúa trên đất bạc màu ........ 20

Bảng 1.4. Định lượng bã thải ở các công đoạn sản xuất ................................... 21

Bảng 4.1. Chất lượng nước thải tại một số cơ sở sản suất tinh bột Dong riềng tại

xã Xuân Vân ...................................................................................................... 33

Bảng 4.2. Thành phần lý, hóa học của mẫu bã thải tại xã Xuân Vân ............... 39

Bảng 4.3. Nhiệt độ đống ủ bã thải dong riềng tại Xuân Vân(oC) ...................... 42

Bảng 4.4. Tính chất lý hóa học của sản phẩm sau ủ so với ban đầu ................. 44

Bảng 4.5. Tính chất cảm quan của sản phẩm sau ủ có chế phẩm và đối chứng ..... 45

Bảng 4.6. Đặc tính hóa học của đất trồng su su tại xã Xuân Vân ..................... 46

Bảng 4.7. Ảnh hưởng của phân hữu cơ sinh học sản xuất từ bã thải Dong riềng

đến sinh trưởng, phát triển của rau Su su .......................................................... 47

Bảng 4.8. Ảnh hưởng của phân hữu cơ sinh học sản xuất từ bã thải Dong riềng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

đến năng suất của cây Su su .............................................................................. 48

DANH MỤC HÌNH

Hình 4.1. Nước thải và bã thải Dong riềng thải ra suối ..................................... 32

Hình 4.2. Đồ thị đánh giá chất lượng nước thải tại một số cơ sở sản xuất bã

thải Dong riềng tại xã Xuân Vân ..................................................... 34

Hình 4.3. Suối bị ô nhiễm do nước thải từ sản xuất tinh bột Dong riềng ......... 35

Hình 4.4. Sông Gâm bị ô nhiễm do nước thải từ sản xuất tinh bột Dong riềng. ... 36

Hình 4.5. Người dân sử dụng nước suối ô nhiễm bị bệnh ngoài da .................. 36

Hình 4.6. Gia súc uống nước, ăn cỏ nơi ô nhiễm bị bệnh răng miệng .............. 37

Hình 4.7. Cá chết hàng loạt do nước nhiễm chất thải từ sản xuất Dong riềng .. 37

Hình 4.8. Cây trồng héo úa do nước nhiễm độc ................................................ 38

Hình 4.9. Bã thải được bỏ ra vườn nhà ............................................................. 38

Hình 4.10. Bã thải được bỏ ra ruộng ................................................................. 39

Hình 4.11. Đồ thị diễn biến nhiệt độ trong đống ủ phân hữu cơ từ bã

Dong riềng ....................................................................................... 43

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Hình 4.12. Hình thái đặc điểm sản phẩm phân hữu cơ trước và sau ủ .............. 46

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài

Đối với người dân miền núi nói chung và tại tỉnh Tuyên Quang nói riêng,

Dong riềng là loại cây trồng hết sức gần gũi và quen thuộc. Ở một số nơi,

người dân quen gọi loại cây này là “cây trời đánh không chết” bởi lẽ Dong

riềng có thể trồng được trên rất nhiều loại đất và có khả năng chống chịu rất

cao [5].

Dong riềng là loại cây trồng nông nghiệp có giá trị kinh tế khá cao, có thể

sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau nhất là trong công nghiệp thực phẩm.

Trong y dược học, Dong riềng được dùng để chế huyết thanh ngọt ưu trương và

đẳng trương. Củ Dong riềng có thể luộc ăn trực tiếp, tinh cất thành bột để làm

miến, bánh đa, hạt chân trâu vv…

Trong những năm qua, nhiều làng nghề truyền thống chế biến miến dong đã

được khôi phục và phát triển mạnh mẽ. Việc sản xuất, chế biến tinh bột Dong

riềng và làm miến dong đã cải thiện đáng kể cuộc sống của người dân, tạo ra giá

trị cao về mặt kinh tế, giải quyết nhu cầu việc làm cho đại bộ phận lao động nhàn

rỗi và tăng thu nhập cho người dân, tác động lớn tới phát triển xã hội.

Tuy nhiên, sự phát triển này cũng kéo theo các hệ lụy về môi trường tại

các thôn bản có chế biến tinh bột Dong riềng. Mỗi ngày có hàng trăm tấn củ

Dong riềng được nghiền xát thành bã thải xuống sông, suối; hàng nghìn mét

khối nước không qua xử lý, tạo ra một dòng nước đen, bốc mùi hôi thối gây ô

nhiễm môi trường nghiêm trọng. Nguồn nước thải chảy qua một số thôn bản,

sau đó đổ dồn về sông, đầu nguồn các con suối làm chết cá và các động vật

thủy sinh khác. Nhiều đoạn kênh mương bị tắc nghẽn, nước đặc quánh, đen sì,

… Một thực tế đáng báo động là trong quá trình sản xuất tinh bột Dong riềng,

tỷ lệ thành phẩm sau khi chế biến chỉ được 25 - 30%, còn lại hơn 70% trọng

lượng tồn tại dưới dạng chất thải rắn và lỏng như vỏ, bã Dong riềng. Do không

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

có nơi tập kết nên các chủ hộ đành đổ ra vệ đường, ven sông, suối nên hầu hết

nguồn nước ở các làng nghề đều chứa các thành phần độc hại vượt mức cho phép

nhiều lần. Tình trạng ô nhiễm môi trường do bã thải và nước thải chưa qua xử lý

từ quá trình sản xuất, chế biến tinh bột Dong riềng đã và đang ảnh hưởng lớn đến

môi trường, sức khỏe và đời sống của người dân địa phương [18].

Với mong muốn giảm thiểu ô nhiễm môi trường ở các làng nghề chế biến

nông sản, đặc biệt là nơi chế biến tinh bột Dong riềng, tận dụng nguồn bã thải

Dong riềng xử lý thành phân bón hữu cơ, chúng tôi tiến hành đề tài: “ Nghiên

cứu thực trạng ô nhiễm môi trường và xây dựng quy trình chế biến phân

bón hữu cơ sinh học từ bã Dong riềng tại xã Xuân Vân, huyện Yên Sơn,

tỉnh Tuyên Quang”.

2. Mục tiêu nghiên cứu

- Nghiên cứu thực trạng ô nhiễm môi trường nước tại nơi chế biến tinh bột

Dong riềng xã Xuân Vân, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang.

- Xây dựng quy trình kỹ thuật chế biến bã Dong riềng làm phân bón hữu

cơ sinh học và ứng dụng bón cho cây rau Su su.

3. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

3.1. Ý nghĩa khoa học

- Đề tài tổng hợp được những số liệu về thực trạng sản xuất, chế biến

tinh bột Dong riềng, công tác xử lý chất thải tại nơi sản xuất, chế biến tinh bột

Dong riềng tại xã Xuân Vân, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang và có thể là tài

liệu tham khảo cho các địa phương, các tổ chức, cá nhân, tập thể quan tâm và

muốn tham khảo các vấn đề có liên quan.

- Đề tài đã đề ra kỹ thuật chế biến bã Dong riềng thành phân bón hữu cơ

sinh học và áp dụng vào trong sản xuất .

3.2. Ý nghĩa thực tiễn

Nghiên cứu của đề tài đã sử dụng bã Dong riềng làm phân bón hữu cơ

như một nguồn nguyên liệu tận thu, có ý nghĩa thúc đẩy sản xuất rau sạch tại

địa phương. Kết quả nghiên cứu đã đưa ra giải pháp làm giảm mức độ ô nhiễm

môi trường ở các cơ sở sản xuất, chế biến Dong riềng do tình trạng phân hủy bã

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

thải gây ra hiện nay.

Chương 1

TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Thực trạng sản xuất, chế biến tinh bột Dong riềng và tác động tới môi

trường từ các cơ sở chế biến Dong riềng từ các làng nghề ở Việt Nam

Dong riềng (Canna edulis Ker) là cây thân thảo. Họ Dong riềng

(Cannaceae) có nhiều tên địa phương khác nhau tại Việt Nam như khoai chuối,

khoai lào, dong tây, củ đao, khoai riềng, củ đót, chuối nước [12].

Dong riềng được nhập vào Việt Nam đầu thế kỷ 19. Năm 1898, người

Pháp đã trồng thử Dong riềng ở nước ta nhưng công việc đó đã bị dừng lại vì

lúc đó chưa biết cách chế biến tinh bột Dong riềng [2]. Tuy nhiên vấn đề trồng

Dong riềng vẫn không được quan tâm vì nhu cầu tiêu thụ thấp và công nghệ

chế biến không có. Từ năm 1986, do nhu cầu sản xuất miến từ bột Dong riềng

ngày càng tăng nên loại cây trồng này đã được chú trọng, diện tích trồng tự

phát ngày càng được mở rộng. Những địa phương trồng Dong riềng với diện

tích lớn là Hòa Bình, ngoại thành Hà Nội, Hà Tây, Sơn La, Lai Châu, Thanh

Hóa, Hưng Yên, Tuyên Quang, Hà Giang, Đồng Nai. Vào những năm 60 của

thế kỷ XX, Dong riềng được trồng chủ yếu nhằm đảm bảo an ninh lương thực

và có năm đạt trên 21.000 ha [12].

Hiện nay loại cây này không được đưa vào danh mục thống kê quốc gia,

tuy vậy một số nhà nghiên cứu cũng đưa ra con số ước đoán về diện tích Dong

riềng nước ta những năm gần đây khoảng 30 nghìn ha [37] với các giống

Dong riềng lấy củ và dong riềng làm cảnh được trồng khắp cả nước, từ vùng

đồng bằng trung du đến các vùng núi cao như Sapa, Bắc Hà (tỉnh Lào Cai),

Đồng Văn, Hoàng Su Phì…(tỉnh Hà Giang), Na Rì, Ngân Sơn …(tỉnh Bắc

Kạn), Bình Liêu (tỉnh Quảng Ninh), Nguyên Bình, Hòa An…(tỉnh Cao Bằng),

Yên Sơn, Chiêm Hóa…(tỉnh Tuyên Quang) [12].

Dong riềng còn là cây trồng dễ tính, yêu cầu đất không nghiêm khắc nên

có thể trồng trên nhiều loại đất khác nhau vẫn cho năng suất củ cao. Nếu trồng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

ở nơi đất tốt, một khóm có thể thu được 15-20kg. Trồng trên diện tích lớn,

Dong riềng có thể cho năng suất đạt tới 45-60 tấn củ/ha nếu thâm canh. Với

những đặc điểm này, Dong riềng đã trở thành một loại mặt hàng có nhiều triển

vọng phát triển ở vùng miền núi nước ta, có thể phát triển cây Dong riềng trên

một phạm vi rộng lớn ở nhiều vùng để tăng nguồn vật liệu cho sản xuất miến,

tinh bột và các sản phẩm khác [38].

Hiện nay, nhu cầu sử dụng miến trong nước và xuất khẩu ngày càng tăng

dẫn tới việc chế biến tinh bột Dong riềng ngày càng phát triển. Các cơ sở chế

biến tinh bột Dong riềng để làm miến chủ yếu ở một số làng nghề tại Quốc

Oai, Hoài Đức, Ba Vì (Hà Nội), Trảng Bom (Đồng Nai), Yên Mỹ, Khoái Châu

(Hưng Yên), Na Rì, Ba Bể (Bắc Kạn), Nguyên Bình (Cao Bằng), Bình Liêu

(Quảng Ninh)… Tuy nhiên, các quy trình chế biến miến dong ở nước ta hiện

nay vẫn mang tính thủ công chưa đảm bảo chất lượng, trình độ khoa học kỹ

thuật trong khâu xử lý bã thải và nước thải còn kém dẫn ô nhiễm môi trường

trầm trọng

Xã Dương Liễu, huyện Hoài Ðức, Hà Nội (Hà Tây cũ) là xã có truyền

thống chế biến tinh bột Dong riềng. Vào chính vụ sản xuất, chế biến kéo dài từ

tháng mười đến tháng tư, trung bình Dương Liễu thải ra hơn 200 tấn bã thải từ

quá trình chế biến tinh bột Dong riềng không được thu gom, xử lý mà xả thẳng

vào hệ thống thoát nước. Mặt khác, hệ thống tiêu thoát nước thiếu đầu tư, cải

tạo đồng bộ nên thường xuyên xảy ra tình trạng ứ đọng cục bộ. Bã thải chảy

theo hệ thống thoát nước dân sinh, dồn vào mương Ðan Hoài rồi thải trực tiếp

ra kênh T5. Một phần nhỏ bã thải Dong riềng được công ty TNHH Mặt trời

xanh xử lý làm phân vi sinh, phần lớn vẫn xả trực tiếp ra môi trường. Ngoài ra,

còn thêm lượng chất thải chăn nuôi, phế thải xây dựng, rác thải sinh hoạt càng

khiến môi trường ô nhiễm nặng [45].

Nghề chế biến tinh bột ở Minh Hồng có từ năm 1971, do một người thợ

của làng nghề Sấu Giá (Hoài Đức) về dạy nghề cho các hộ xã viên. Sau khi chế

biến thành tinh bột sẽ được bán cho các làng nghề làm miến ở Hoài Đức. Đến

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

năm 2001, Minh Hồng được công nhận là làng nghề, người dân trong làng đã

không ngừng đưa các thiết bị máy móc tiên tiến vào sản xuất như máy nghiền,

máy xay vỏ. Hiện nay, cả làng có 235 hộ với 1.245 nhân khẩu thì có tới 203 hộ

làm nghề chế biến tinh bột sắn và Dong riềng. Gia đình chị Lương Thị Mận đã

có thâm niên gần 30 năm làm nghề này cho biết: “Trung bình mỗi ngày, gia

đình chị chế biến được 2 - 3 tấn nguyên liệu, thu được 1,2 - 1,5 tấn tinh bột”.

Vào những tháng cao điểm, trung bình mỗi hộ chế biến khoảng 4 tấn nguyên

liệu/ngày thì cả làng sẽ thải ra khoảng trên 250m3 nước thải ra môi trường” [7].

Trước thực trạng trên, nhân dân trong làng đã cố gắng cải tạo hệ thống

thoát nước, nhưng là một làng nằm giữa đỉnh núi Ba Vì nên việc cải tạo gặp rất

nhiều khó khăn. Dòng suối Víp là nơi mà nước thải trong làng xả ra, do xả

nguồn nước bẩn này ra sông Đà nên con sông này cũng chịu chung cảnh ô

nhiễm. Vào vụ chế biến chính thì những con mương có màu đen kịt. Việc nước

thải tồn đọng lâu ngày đã ảnh hưởng rất lớn tới nguồn nước ngầm. Toàn bộ các

hộ trong làng đều sử dụng nguồn nước giếng khơi, có những giếng đào sâu tới

20m nhưng vẫn có mùi khó chịu. Trước thực trạng ô nhiễm môi trường ở Minh

Hồng ngày càng nghiêm trọng, UBND xã Minh Quang cùng với Trung tâm

Nước sinh hoạt - Vệ sinh môi trường nông thôn và Trung tâm Tư vấn khoa học

- công nghệ và môi trường Hà Tây (cũ) đã tiến hành khảo sát thiết kế, báo cáo

dự án xây dựng hệ thống hầm bioga xử lý nước thải chế biến nông sản của làng

nghề Minh Hồng. Theo như dự án báo cáo sẽ xây dựng 203 hầm Bioga tại các

hộ gia đình với công suất - 3m3/ngày/hộ. Nhưng khi thực hiện vấn đề khó khăn

gặp phải là thiếu vốn. Chính vì vậy dự án này đã không được triển khai và đến

nay cũng không còn tính khả thi. Thực trạng ô nhiễm môi trường làng nghề

Minh Hồng đang ở mức báo động nghiêm trọng [7].

Từ lâu, người dân xã Tứ Dân (huyện Khoái Châu – Hưng Yên) đã phải

chịu ảnh hưởng ô nhiễm nặng nề do chất thải của nghề chế biến Dong riềng.

Trồng cây Dong riềng lấy củ để chế biến thành tinh bột làm miến là một nghề

đã có từ lâu đời ở Tứ Dân. Xã có diện tích đất canh tác là 385.78 ha, trong đó

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

diện tích trồng cây Dong riềng là 296ha (chiếm 77%). Toàn xã có tới 2.070 hộ

trồng và chế biến Dong riềng. Việc chế biến Dong riềng cần dùng nhiều nước;

bã và nước xả ra càng nhiều đã làm ách tắc dòng chảy và gây nên sự ô nhiễm

môi trường trầm trọng ở xã và các vùng lân cận. Hàng năm mùa thu hoạch

Dong riềng đến đồng thời cũng là lúc người dân ở xã và các vùng lân cận phải

sống chung với ô nhiễm môi trường nặng. Nguồn nước ở mương máng, hồ ao

do nước thải và bã Dong riềng xả ra không tiêu thoát được, ứ đọng lại, phân

huỷ gây nên mùi hôi thối kéo dài hàng tháng. Đến khi những cơn mưa đầu mùa

hạ đổ xuống, nước bị ô nhiễm theo các dòng chảy trôi đi. Biết là ô nhiễm môi

trường nặng, ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống sinh hoạt hàng ngày và sức khoẻ

nhưng nhiều năm trôi qua người dân ở đây vẫn phải bám lấy nghề... Giá trị kinh

tế của 1 sào canh tác trồng dong xen đỗ và lạc cho thu nhập trên 2 triệu. Bà con

nông dân ở đây vẫn gọi cây Dong riềng là cây "lười" vì người dân chỉ việc

trồng cây xuống rồi thu hoạch, không mất công chăm bón [43].

Các làng nghề chế biến tinh bột từ sắn và Dong riềng khác cũng đang chịu

tình hình ô nhiễm như các làng nghề trên như thôn Mạn Đê (xã Nam Trung,

Nam Sách, Hải Dương), từng là một điển hình về môi trường xanh - sạch, nay

cũng đang "kêu cứu" vì rác và nước thải của làng nghề chế biến nông sản.

Trong 700 hộ của thôn có tới hơn 300 hộ làm nghề, mỗi ngày thải ra 3 tấn rác,

chủ yếu là phế phẩm từ Hành, Tỏi, Bí ngô, Dong riềng. Mỗi tuần, rác thải chỉ

được thu gom, xử lý một lần. Ao, hồ ở đây đã cơ bản được lấp... bằng rác, cả

làng đều ăn bằng nước mưa, tắm rửa bằng nước giếng khơi, một người dân

trong thôn cho biết, sợ nhất vào mùa làm miến, rác như đống rơm trên đường

đi, gom đốt không kịp, gặp mưa là thối um.

Tại các cơ sở chế biến miến dong ở huyện Ba Bể (Bắc Kạn), chỉ cần đứng

cách xa cơ sở sản xuất miến dong, có thể choáng váng khi phải hứng chịu mùi

hôi từ bã thải, kênh mương, đống rác, cống rãnh... bốc ra. Do không có nơi tập

kết nên các chủ hộ đành đổ xuống ao, kênh mương nên hầu hết các nguồn nước

ở các làng nghề đều chứa các thành phần kim loại nặng, asen, axít... vượt mức

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

cho phép nhiều lần [18].

Trong quá trình sản xuất chế biến tinh bột từ Dong riềng đã thải ra một

lượng bã rất lớn, gây không ít khó khăn về diện tích bãi chứa nhất là sự ô

nhiễm môi trường. Thành phần của chúng bao gồm phần lớn là xenlulo, lignin,

ngoài ra chúng còn chứa một số độc tố; pH thấp; nhiều loại VSV gây bệnh gây

ảnh hưởng đến sinh hoạt, đời sống con người. Phế thải này sau khi thải ra

không thể sử dụng trực tiếp cho mục đích nông nghiệp mà chúng cần được xử

lý bằng các biện pháp hóa học hoặc sinh học. Xử lý phế thải bằng phương pháp

sinh học đang là một giải pháp hữu hiệu đang được nhiều nhà khoa học quan

tâm. Phế thải bã Dong riềng sau khi được xử lý bằng phương pháp sinh học

được bổ sung thêm một số loài VSV có ích sẽ là một nguồn nguyên liệu có giá

trị phục vụ cho sản xuất nông nghiệp như phân bón hữu cơ vi sinh.

1.2. Thực trạng sản xuất, chế biến tinh bột Dong riềng và tác động tới môi

trường tại Tuyên Quang

1.2.1. Thực trạng sản xuất, chế biến tinh bột Dong riềng tại Tuyên Quang

Tại Tuyên Quang, trong những năm gần đây, cây Dong riềng đã khẳng

định ưu thế của mình trong việc giúp người dân xóa đói, giảm nghèo và làm

giàu hiệu quả. Từ chỗ chỉ được canh tác và chế biến tại một số thôn thuộc xã

Lực Hành (Yên Sơn), thì nay đã có rất nhiều xã và huyện đã đưa cây Dong

riềng vào canh tác. Diện tích Dong riềng trên địa bàn tỉnh Tuyên Quang có

trên 1800 ha, năng suất ước đạt 65 - 70 tấn/ha, sản lượng củ ước đạt trên

900.000 tấn/năm, tương đương với 18.000 tấn tinh bột ướt được chế biến/năm.

Dong riềng được trồng tập trung chủ yếu tại huyện Yên Sơn và Chiêm Hóa.

Diện tích trồng cây Dong riềng tập trung chủ yếu tại một số xã trên địa bàn

tỉnh như: xã Lực Hành, xã Phúc Ninh, xã Trung Trực, xã Xuân Vân, xã Kiến

Thiết, xã Nhữ Hán huyện Yên Sơn; xã Kim Bình, xã Vinh Quang, xã Bình

Phú, xã Yên Nguyên huyện Chiêm Hoá... trong đó riêng có xã Xuân Vân,

huyện Yên Sơn diện tích trồng Dong riềng tập trung có khoảng 300 ha, sản

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

lượng đạt khoảng: 20.000 tấn/năm [5].

Việc sản xuất, chế biến tinh bột Dong riềng và làm miến dong đã cải

thiện đáng kể cho cuộc sống của người dân, giải quyết nhu cầu việc làm cho

đại bộ phận lao động nhàn rỗi và tăng thu nhập cho người dân. Những năm

gần đây, các xã thuộc địa bàn tỉnh Tuyên Quang đã xác định cây Dong riềng là

một trong những cây phát triển kinh tế chủ lực của địa phương. Nhờ trồng và

chế biến Dong riềng, nhiều hộ dân trong tỉnh đã thoát nghèo và trở thành hộ

khá, giàu.

Từ thực tế thu nhập từ cây Dong riềng của các địa phương, việc quy

hoạch, mở rộng vùng nguyên liệu đã được các địa phương hưởng ứng, cho

nhân dân đăng ký diện tích. Ngành Nông nghiệp tỉnh đã ban hành quy trình

canh tác cây Dong riềng đúng khoa học. Tỉnh khuyến khích các cơ sở chế biến

cải tiến, nâng cao công nghệ các dây chuyền chế biến bột Dong riềng, đề ra các

biện pháp nhằm giải quyết chất thải sau chế biến, đảm bảo vệ sinh môi trường;

ngành điện lực đã tạo điều kiện cấp điện với công suất phù hợp để các cơ sở

vận hành máy móc; tỉnh chỉ đạo các địa phương lồng ghép, đưa các nguồn vốn

vay ưu đãi từ các ngân hàng, dự án… về hỗ trợ người dân mở rộng diện tích,

đầu tư phân bón và thâm canh; tạo điều kiện vốn cho doanh nghiệp nâng cao

quy mô sản xuất.

1.2.2. Tác động tới môi trường của hoạt động sản xuất, chế biến tinh bột

Dong riềng tại Tuyên Quang

Việc sản xuất, chế biến tinh bột Dong riềng và làm miến dong đã kéo theo

các hệ lụy về môi trường. Hiện nay, tại tỉnh Tuyên Quang có khoảng trên 200

máy chế biến tinh bột Dong riềng, trong đó riêng xã Xuân Vân, huyện Yên Sơn

có khoảng trên 70 máy; công suất máy của các cơ sở chế biến trung bình đạt

khoảng 600 -1.000kg tinh bột/ngày; tương đương với 30-50 tấn tinh bột được

sản xuất/ngày. Để chế biến 1 tấn dong riềng củ thành tinh bột cần sử dụng 6-10

m3 nước, như vậy mỗi năm để chế biến 20.000 tấn Dong riềng củ đã có

120.000m3 nước chưa qua xử lý, mỗi ngày có hàng trăm tấn củ Dong riềng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

được nghiền xát thành bã thải xuống suối hàng nghìn mét khối nước không qua

xử lý, tạo ra một dòng nước đen, bốc mùi thối gây ô nhiễm môi trường nghiêm

trọng [5].

Theo một số cơ sở sản xuất tinh bột Dong riềng ở xã Lực Hành và xã

Xuân Vân, để sản xuất được bột Dong riềng thành phẩm phải sử dụng một loại

hóa chất để tẩy trắng và ngâm ủ bảo quản bột Dong riềng. Cứ sản xuất 1 tấn bột

Dong riềng, chủ cơ sở sản xuất phải thải ra môi trường hàng trăm mét khối

nước thải độc hại chưa qua bất kỳ khâu xử lý nào cả. Trong khi sản lượng củ

Dong riềng toàn vùng là rất lớn, đồng nghĩa với hàng nghìn mét khối nước thải

độc hại ra môi trường.

Theo cán bộ môi trường xã Xuân Vân, mặc dù các hộ sản xuất, chế biến

tinh bột Dong riềng đã giảm hơn so với hai năm trước (2016, 2017), nhưng quy

mô sản xuất lớn hơn, các hộ chế biến khoảng công suất máy của các cơ sở chế

biến trung bình đạt khoảng 600 - 1.000kg tinh bột/ngày. Tương đương với 30-

50 tấn tinh bột được sản xuất/ngày, nên lượng chất thải lớn. Vào lúc cao điểm,

do mặt bằng chật hẹp, các hộ đắp đống bã Dong riềng ven đường, gây ô nhiễm

môi trường. Lượng nước thải từ chế biến dong rất lớn, nhưng đều không qua xử

lý mà thải trực tiếp ra sông, suối, cống rãnh chung của xã.

Các cơ sở chế biến tinh bột Dong riềng tại Tuyên Quang được thành lập

dưới hình thức hợp tác xã, hộ gia đình và vận hành theo phương pháp thủ công

truyền thống chưa có sự đầu tư bể chứa bột, bể xử lý môi trường, bãi thải và lắp

ráp dây chuyền chế biến tinh bột. Mặc dù các cơ sở đều có bản cam kết bảo vệ

môi trường, tuy nhiên thực tế vốn đầu tư cho việc xử lý ô nhiễm môi trường ở

các cơ sở không lớn và rất sơ sài.

Hầu hết các cơ sở chế biến tinh bột Dong riềng đều đặt cạnh sông, suối để

tiện lấy nước trong chu trình sản xuất. Vì vậy, nếu xử lý nước thải không đạt thì

hậu quả ô nhiễm diện rộng là khôn lường. Phát triển trồng, chế biến Dong riềng

và bảo đảm môi trường khi chế biến là nhiệm vụ song hành. Nhận thức rõ điều

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

đó, Tỉnh ủy, UBND tỉnh Tuyên Quang đã hết sức quan tâm, chỉ đạo vấn đề này.

UBND tỉnh đã giao cho Sở Tài nguyên Môi trường chủ trì, phối hợp với các

ngành để tìm hướng giải quyết [5].

Theo ông Nguyễn Hoàng Hải, Phó Giám đốc Sở Tài nguyên Môi Trường

tỉnh Tuyên Quang, đoàn công tác liên ngành của tỉnh đã kiểm tra vị trí đặt nhà

máy, xử lý chất thải, xả chất thải của các doanh nghiệp, hợp tác xã, cơ sở chế

biến Dong riềng trên địa bàn toàn tỉnh. Trước đó, các huyện, thị phải thống kê

chi tiết về các cơ sở chế biến, trong đó đặc biệt lưu ý về hồ sơ bảo vệ môi

trường. Trên cơ sở kết quả kiểm tra, Sở Tài nguyên Môi trường sẽ chủ trì cùng

các ngành đưa ra được quy định cụ thể về bảo vệ môi trường chế biến Dong

riềng. Ông Hải cho biết thêm, Trung tâm quan trắc môi trường của Sở cũng có

thể hỗ trợ được các đơn vị chế biến trong thực hiện xây dựng cam kết bảo vệ

môi trường. Cái khó nhất hiện nay là việc tìm ra được một công nghệ xử lý môi

trường phù hợp cả về chất lượng và giá tiền. Xử lý triệt để bằng máy móc hiện

đại thì rất tốt nhưng chi phí quá lớn nên các cơ sở không thể đáp ứng được.

Tại Hợp tác xã chế biến Dong riềng Thắng Lợi ở xã Lực Hành, huyện Yên

Sơn có 1 ao chứa nước thải lắng, lọc theo quy định. Tuy nhiên, ao chứa này

nằm ngay gần suối, lại không đủ chứa lượng nước thải lớn từ 3 máy sản xuất,

chế biến công suất 20 tấn củ Dong riềng/ngày nên nước thải chảy tràn xuống

suối. Theo người dân sống gần khu vực này, cứ bắt đầu từ tháng 10 năm trước

đến tháng 2 năm sau khi Hợp tác xã Thắng Lợi đi vào sản xuất thì nước sinh

hoạt của một số hộ gia đình bên suối có mùi và không thể sử dụng được. Nước

thải cũng như bã Dong riềng được đổ ngay bên bờ suối. Và chỉ cần một trận

mưa lũ thì toàn bộ số nước, rác thải này đều theo dòng nước mà trôi đi [5].

Ông Phạm Đình Thắng, Giám đốc Hợp tác xã Thắng Lợi thừa nhận: Hợp

tác xã đã phối hợp với Sở NN & PTNT tỉnh Tuyên Quang ứng dụng tiêu chuẩn

Vietgap, sản xuất nông nghiệp sạch vào trong quá trình trồng cây Dong riềng

và chế biến tinh bột Dong riềng không dùng hóa chất, phẩm màu. Tuy nhiên

việc xử lý ô nhiễm môi trường Hợp tác xã chỉ đáp ứng được một phần việc xử

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

lý nước thải và đã cam kết với chính quyền địa phương là xây dựng hệ thống bể

chứa nước thải đảm bảo chứa nước thải tạm lắng rồi mới xả ra môi trường, cam

kết thu gom bã, đóng bao và chuyên chở đúng nơi quy định.

Trên địa bàn xã Xuân Vân có khoảng 70 cơ sở sản xuất, chế biến tinh bột

Dong riềng. Qua kiểm tra, hầu hết các cơ sở sản xuất đều chưa làm tốt công tác

bảo vệ môi trường. Cụ thể là chưa tuân thủ đúng yêu cầu báo cáo đánh giá tác

động môi trường và thực hiện đúng bản cam kết bảo vệ môi trường đã được

phê duyệt. Việc xử lý chất thải rắn, khống chế phát sinh mùi và thu gom vận

chuyển bã thải, chất thải vô cơ… không đúng nơi quy định. Một số cơ sở

không đầu tư hệ thống xử lý nước thải như đã cam kết hoặc đầu tư mang tính

đối phó, không vận hành đúng quy định. Công tác vệ sinh công nghiệp, vệ sinh

nhà xưởng và thu gom xử lý rác thải không được thực hiện thường xuyên gây ô

nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến mỹ quan ....

1.3. Vai trò của vi sinh vật chuyển hóa chất thải hữu cơ và ứng dụng để

sản xuất phân bón hữu cơ sinh học

1.3.1. Vai trò chuyển hóa chất thải hữu cơ của vi sinh vật

Trong cấu trúc của thực vật có 3 thành phần cơ bản xenlulo, hemi xenlulo

và lignin. Các thành phần này thường có tỷ lệ không giống nhau, chúng thường

liên kết với nhau tạo thành một khối và quyết định tính chất hoá lý riêng cho

từng loài thực vật [32].

Xenlulo là thành phần cơ bản cấu tạo nên màng tế bào thực vật và là cơ

chất phổ biến nhất trong tự nhiên. Thông thường xenluloza của tế bào thực vật

chiếm 50% tổng số hydrocacbon có trên trái đất. Sản lượng xenlulo được tổng

hợp hàng năm lớn hơn bất kỳ chất hữu cơ nào khác, trên trái đất chúng chiếm

khoảng 4.1010 tấn. Lượng xenlulo lớn này nếu không có sự phân giải, chuyển

hoá của vi sinh vật thì sẽ đọng lại và tích luỹ dần tràn ngập trái đất [26].

Xenluloza rất phổ biến trong tự nhiên, hàng năm lượng xenluloza do thực

vật tổng hợp nên là 1011 tấn và xenluloza thường tồn tại phân bố ở dạng sau :

* Các phế thải nông nghiệp: rơm rạ, thân, lá, vỏ cây…

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

* Các phế thải công nghiệp chế biến như: gỗ vụn, mạt cưa, bã Dong riềng…

* Các chất thải sinh hoạt: giấy, rác, bao bì…

Hemi-xenluloza cũng là thành phần của thành tế bào thực vật, đứng thứ

hai về khối lượng. So với xenluloza thì hemi-xenluloza có cấu trúc không chặt,

dễ bị phân giải khi bị axit loãng, đôi khi còn bị phân giải trong nước nóng và

chúng dễ dàng bị phân giải bởi enzim hemi-xenluloza [26].

Hemi-xenluloza tồn tại chủ yếu ở các phần như vỏ hạt, bẹ ngô, cám, rơm

rạ. Trong quá trình nuôi cấy vi sinh vật, hemi-xenluloza thường được tạo thành

sớm hơn, có thể do hemi-xenluloza dễ đồng hoá hơn xenluloza.

Trong tự nhiên quá trình phân huỷ hemi-xenluloza thường xảy ra song

song với quá trình phân huỷ xenluloza. Những vi sinh vật có khả năng thuỷ

phân dễ dàng hemi-xenluloza nhờ tiết ra các enzim endo-1,4 -β-D glucozit thuỷ

phân xylan (là loại gốc đường chiếm chủ yếu trong hemi-xenluloza) tạo thành

các đoạn ngắn và sau đó β-xylosilaza sẽ thuỷ phân thành các đường đơn xylaza.

Ngoài ra cũng có sự tham gia của một số các enzim thuỷ phân mạch nhánh.[27]

Thành phần cuối cùng là lignin. Lignin là một hợp chất cao phân tử,

ngưng tụ từ 03 loại rượu, chủ yếu là rượu trans-pcanarilic-cony ferylic và trans-

cynapylic [32].

Trong thực vật lignin thường tập trung nhiều ở các mô hoá gỗ và có vai trò

như chất liên kết các tế bào, do đó làm tăng độ bền cơ học, tăng khả năng

chống thấm, ngăn chặn các chất độc và vi sinh vật gây bệnh cũng như tác động

từ bên ngoài vào [8, 32].

Lignin rất bền với tác dụng của enzim do vậy trong cây lignin chỉ được tạo

ra mà không không tham gia vào quá trình trao đổi chất [32].

Trong tự nhiên lignin có thể bị phân giải bởi nấm mục trắng

(Phanerochaete chryosporium), còn trong thực vật lignin thường tập trung ở

các mô hoá gỗ và có vai trò như chất liên kết các tế bào, do đó mà tăng độ bền

cơ học, tăng khả năng chống thấm, ngăn chặn các chất độc, các vi sinh vật gây

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

bệnh cũng như tác dụng khác từ bên ngoài.

Tóm lại, cấu trúc của xenluloza là cấu trúc phức tạp và chặt chẽ, vì vậy mà

xenluloza rất bền trong điều kiện tự nhiên. Các thành phần tạo thành xenluloza

có cấu tạo và thành phần rất khác nhau, do đó việc phá vỡ cấu trúc này đòi hỏi

phải có sự hiểu biết sâu sắc đặc tính của từng phần tạo ra chúng và từ đó sử

dụng những chủng vi sinh vật, biện pháp thích hợp để phân huỷ chúng.

Vi sinh vật phân giải xenluloza: Là những vi sinh vật có khả năng tổng

hợp được hệ enzym xelluloza. Trong tự nhiên có rất nhiều loài vi sinh vật có

khả năng tham gia vào quá trình phân giải ligno-xenluloza như: nấm, xạ khuẩn,

vi khuẩn. Trong điều kiện kị khí các loài nấm phân huỷ xenluloza mạnh hơn

nhiều so với các loài vi khuẩn. Ngược lại trong điều kiện hiếu khí các loài vi

khuẩn lại tỏ ra phân huỷ mạnh hơn so với nấm sợi [26].

Nhiều nhóm có khả năng phân huỷ xenluloza nhờ có hệ enzim xenluloza

ngoại bào, trong đó vi nấm có khả năng phân huỷ mạnh vì nó tiết ra môi trường

một lượng lớn enzim có đầy đủ các thành phần, đáng chú ý là Tricoderma.

Trong các loài nấm, vi khuẩn có khả năng phân giải hợp chất xenluloza đáng kể

là những loài sau:

- Nấm mốc: Trichoderma reesei, spotrichum, …

- Vi khuẩn kỵ khí: Clostridium.

- Vi khuẩn hiếu khí: Pseudomonas, Achomobacter.

- Xạ khuẩn: Steptomyces, Micromonospora, Proactynomyces….

Trong đó Steptomyces có khả năng phân huỷ rác cao, xạ khuẩn này thuộc

nhóm ưa nóng, phát triển tốt nhất ở nhiệt độ 45 - 500C, thích hợp cho quá trình

ủ rác [26].

Vi sinh vật phân giải hemi-xenluloza: Hemi-xenluloza là enzym ít được

người ta nghiên cứu ngoại trừ xynalaza là một hemi-xenluloza rất phổ biến

trong tự nhiên. Các tác giả cho rằng vi sinh vật tổng hợp xenluloza đồng thời

xảy ra quá trình tổng hợp xylanaza, khả năng này thường gặp ở vi sinh vật dạ

cỏ như [5]: Bacteria, Bacillus, Ruminococus…, và các vi khuẩn thuộc chi:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Clostridium. Ngoài vi khuẩn cũng thấy một số nấm sợi cũng có khả năng tạo

xylanaza như: Mycothecium, Verrucaria, Aspergillus….và nhóm xạ khuẩn

Streptomyces, vi khuẩn Bacillus...

Vi sinh vật phân giải lignin: Trong tự nhiên, lignin bị phân hủy rất chậm,

thường kéo dài hàng tháng thậm chí tới hàng năm. Các vi sinh vật tham gia

phản ứng phân hủy lignin thường là nấm mục, xốp như các loài: Allesshera,

Pseuosis, Chactomium… Ngoài ra người ta còn thấy các loài nấm trắng như

Corrolu versiolor Dolyrus, Polydonic Versicolor và các loài vi khuẩn như

Nocardia, Steptomyces, Pseudomonas, Agrobacteriu [26].

Vi sinh vật khử mùi hôi: Tinh bột bao gồm hai cấu tử là amiloza và

amilopectin. Amiloza là những chuỗi không nhánh bao gồm các đơn phân

glucoza liên kết với nhau bằng liên kết 1,4glucozit. Amilopectin là chuỗi phân

nhánh gồm các đơn phân glocuza gắn với nhau không chỉ nhờ liên kết 1,4

glucozit mà còn nhờ 1,6 glucozit. Một số loài vi sinh vật có khả năng sinh

enzim khử mùi hôi như: Candida, Saccharomyces, Endomycopsis, Bac.subtilis,

Clostridium, Pseudomonas...

Vi sinh vật phân giải protein: Protein có cấu trúc rất phức tạp, đơn vị cơ

bản tham gia vào cấu tạo protein là các axitamin, chúng có liên kết với nhau

nhờ liên kết peptid (-CONH). Nhóm vi sinh vật phân hủy protein có khả năng

sinh tổng hợp các enzym proteasa, peptidaza để phân giải protein thành các

axid amin và một phần của các axid amin được vi sinh vật hấp thụ, một phần

còn lại thông qua quá trình khử amin tạo thành NH3.

Các chủng vi khuẩn như: Bacillus mycoides, Bacillus subtilis,

Achromobacter, Pseudomononas fluorences, Clostridium sporogenes...

Xạ khuẩn: Steptomyces rimousus, Step. griseus ...

Nấm sợi: Aspergilus. oryza, Asp. niger, Penicilium camemberti ...

1.3.2. Nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật để sản xuất phân bón hữu cơ sinh học

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

1.3.2.1. Các nghiên cứu trên thế giới

Hiện nay rác thải sinh hoạt và phế thải nông, công nghiệp là một thảm họa

khó lường trong sự phát triển mạnh mẽ của quá trình sản xuất, chế biến nông

công nghiệp và hoạt động của toàn xã hội. Phế thải không chỉ làm ô nhiễm môi

trường sinh thái, ô nhiễm nguồn nước, ô nhiễm đất, gây độc hại đến sức khỏe

con người, vật nuôi và cây trồng, mà còn làm mất đi cảnh quan văn hóa đô thị

và nông thôn.

Các nước phát triển như EU, Mỹ, Úc, Nhật Bản, Singapo đều có hệ thống

thu gom và phân loại rác thải gia đình, nơi công cộng ngay cả ở các vùng nông

thôn. Sau đó tái chế phần rác thải hữu cơ thành phân hữu cơ bón cho cây trồng.

Tại nhiều nước đang phát triển của châu Á như: Thái Lan, Inđônêsia, Malaysia

cũng đã có nhiều chương trình giáo dục và nghiên cứu khoa học về thu gom rác

thải hữu cơ tại gia và nơi công cộng của thị trấn, thành phố, góp phần làm sạch

môi trường và tạo nguồn phân hữu cơ bằng công nghệ sinh học cho sản xuất

nông nghiệp [23].

Tại các nước phát triển ở châu Âu và một số nước đang phát triển ở châu

Á như Thái Lan, Malaysia, Ấn Độ đã xây dựng nhiều cơ sở chế biến rác thải

hữu cơ sinh hoạt và phế thải nông nghiệp bằng công nghệ sinh học để sản xuất

phân hữu cơ bón cho rau, hoa cây cảnh đem lại hiệu quả kinh tế cao [23].

Tại Úc, Ấn Độ, Thái Lan, Malaysia đã thu gom tàn dư thực vật trên đồng

ruộng dùng chế phẩm vi sinh vật xử lý thành phân hữu cơ tại chỗ để trả lại cho

đất, làm sạch đồng ruộng và chống ô nhiễm môi trường. Tại Đài Loan với công

nghệ sản xuất phân hữu cơ vi sinh từ phế thải mùn rác, phế thải chăn nuôi công

suất hàng trăm ngàn tấn/năm (Lei Chu Enterprise Co., Ltd 2000). Ở Ấn Độ

dùng công nghệ vi sinh vật xử lý hèm rượu, bã bùn lọc trong quá trình sản xuất

đường để thành phân hữu cơ bón cho cây trồng với công suất hàng chục ngàn

tấn/năm (Công nghệ Bioearth của Alfa- Lavan Ltd, 1998) [23].

Để rút ngắn thời gian cho quá trình ủ và hạn chế tối đa các ảnh hưởng

không có lợi của quá trình chế biến phân ủ tới môi trường, kỹ thuật ủ nhanh đã

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

được nghiên cứu đầu tiên tại Ấn Độ, Mỹ, Canada… và áp dụng rộng rãi trên

toàn thế giới. Ngoài các yếu tố: cân bằng tỷ lệ C/N, điều khiển nhiệt độ, độ

ẩm… các nhà khoa học còn phải quan tâm đặc biệt đến vai trò vi sinh vật khởi

động và vi sinh vật làm giàu dinh dưỡng phân ủ. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá

trình ủ phân bón như sau [29]:

Độ ẩm

Nước là yếu tố rất cần cho quá trình chuyển hóa của vi sinh vật, nếu độ ẩm

của nguyên liệu quá thấp, quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ sẽ diễn ra

chậm, nếu độ ẩm quá cao, trong đống ủ sẽ xảy ra quá trình phân giải yếm khí. Nên

điều chỉnh độ ẩm ban đầu từ 50 - 60%, sản phẩm sau quá trình ủ sẽ đạt 30%.

Nhiệt độ

Quá trình ủ luôn luôn gắn liền với việc giải phóng năng lượng. Nhiệt độ

đống ủ tăng nhanh hay chậm phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu và sự hoạt động

của vi sinh vật. Nhiệt độ phù hợp nhất cho quá trình ủ được xác định vào

khoảng 550C. Nhiệt độ tăng lên 600C, quần thể vi sinh vật trong đống ủ sẽ giảm

mạnh. Với nhiệt độ trên 700C, độ hoạt động cuả vi sinh giảm 10 - 15% so với

tại mức nhiệt 600C, ở nhiệt độ 75 - 820C không còn thấy hoạt động nào của vi

sinh vật.

Giá trị pH

Khoảng pH thích hợp cho quá trình ủ phân hữu cơ sinh học rất rộng, tuy

vậy có nhiều công trình nghiên cứu cho thấy giá trị pH trong quá trình ủ không

nên cao hơn 8. pH cao là nguyên nhân làm bay hơi khí NH3 dẫn đến tình trạng

thất thoát đạm ra không khí, ảnh hưởng tới chất lượng phân bón sau ủ.

Kích cỡ nguyên liệu, nồng độ oxy và quá trình sục khí

Oxy rất cần thiết cho các vi sinh vật hiếu khí. Để đảm bảo oxy cung cấp

cho vi sinh vật, thể tích khí trong đống ủ phải đạt 20 - 30%. Điều này phụ thuộc

vào tính chất vật lý của nguồn nguyên liệu, khoảng cách giữa các đơn vị

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

nguyên liệu, áp suất khí trao đổi. Kích cỡ nguyên liệu quá nhỏ làm tăng khả

năng phân giải của vi sinh vật nhưng hạn chế lưu lượng khí trao đổi và ngược

lại, vì thế cần phải cân đối giữa hai yếu tố này sao cho hiệu quả cao nhất.

Thành phần dinh dưỡng

Vi sinh vật có nhu cầu sử dụng N, P, K, C như những nguồn dinh dưỡng

cơ bản. Tỷ lệ C/N tốt nhất là từ 25:1 đến 30:1. Nếu tỷ lệ này cao hơn 40:1 sẽ

hạn chế sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật khiến quá trình ủ bị kéo dài.

Nếu tỷ lệ C/N thấp hơn 20:1 sẽ dẫn đến bay hơi đạm trong quá trình ủ. Tỷ lệ tốt

nhất khi kết thúc quá trình ủ là 10:1 đến 15:1. Tỷ lệ C/P phù hợp của quá trình

phân giải là 75:1 đến 150:1. Để tạo điều kiện thuận lợi cho các chủng vi sinh

vật phát triển, thông thường người ta bổ sung thêm rỉ mật vào đống ủ nhằm

cung cấp nguồn đường và các axit amin cần thiết cho các chủng vi sinh vật.

Đảo trộn

Khi quá trình phân giải trong đống ủ bắt đầu thì sự đảo trộn được xem như

một quá trình cung cấp không khí cho vi sinh vật phát triển. Sự đảo trộn không

những cung cấp không khí cho quá trình ủ mà còn làm giảm nhiệt độ đống ủ.

Nhiệt độ quá cao sẽ hạn chế sinh trưởng, phát triển của vi sinh vật.

Vi sinh vật khởi động và vi sinh vật làm giàu dinh dưỡng

Năm 1980 các kết quả nghiên cứu của Gaur và cộng sự cho thấy việc bổ

sung các loại vi sinh vật có khả năng phân hủy xenluloza cao cùng các nguyên

tố dinh dưỡng như đạm dạng hữu cơ, lân dạng quặng photphorit và một số điều

kiện môi trường khác đã giúp thời gian ủ phân xuống, từ 4 - 6 tháng còn 2 - 4

tuần. Do đó việc bổ sung thêm các vi sinh vật “ngoại lai” rất quan trọng trong ủ

phân compost [39].

1.3.2.2. Các nghiên cứu ở Việt Nam

Ở Việt Nam đã có nhiều nghiên cứu và ứng dụng thành công trong sản

xuất phân bón hữu cơ sinh học từ việc xử lý phế thải hữu cơ, phế thải nhà máy

chế biến mía đường, phế thải sinh hoạt, phế thải chế biến dứa, phế thải từ nhà

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

máy chế biến tinh bột sắn… Năm 2001, Trung tâm Công nghệ Môi trường (Đại

học Bách Khoa Hà Nội) đã phát triển được giải pháp xử lý ô nhiễm cho các cơ

sở chế biến sắn qui mô 1 tấn nguyên liệu/ngày [23].

Viện Môi trường Nông nghiệp Việt Nam đã nghiên cứu thành công các

chủng vi sinh vật có hoạt tính cao có khả năng xử lý nước thải và chất thải rắn.

Các chủng vi sinh vật đã được ứng dụng trong xử lý ô nhiễm môi trường, tận

dụng và tái sử dụng chất thải nông thôn. Kết quả nghiên cứu của Viện cho thấy

đã chọn lựa và ứng dụng thành công chế phẩm sinh học xử lý mùi hôi chuồng

trại tại làng nghề sản xuất bún và chăn nuôi tập trung tại Hà Tây. Chế phẩm này

đã được chuyển giao thành công cho trên 1000 hộ nông dân tại xã Bích Hòa -

Thanh Oai - Hà Nội [19].

Các chủng vi sinh có hoạt tính cao đã được lựa chọn trong xử lý rác thải

rắn gồm 5 chủng vi sinh vật. Các chủng vi sinh này đã được ứng dụng thử

nghiệm trong sản xuất chế phẩm trong xử lý mùi hôi tại khu chăn nuôi tập

trung tại Nghệ An, Hà Nội, kết quả cho thấy sau 3 - 5 ngày phế thải chăn nuôi

không còn mùi hôi, góp phần tích cực vào giảm thiểu ô nhiễm môi trường [19].

Thông qua nghiên cứu, Viện Môi trường Nông nghiệp Việt Nam đã tạo ra

được các chế phẩm vi sinh vật tổng hợp có có tác dụng phân giải nhanh các

chất hữu cơ, ức chế hoạt động các sinh vật gây mùi hôi, tiêu diệt một số sinh

vật có hại cho cây trồng, rút ngắn được thời gian ủ và góp phần kích thích sinh

trưởng và hạn chế bệnh hại cây trồng. Sau 60 ngày xử lý bằng chế phẩm vi sinh

vật, một số phế phụ phẩm nông nghiệp (rơm, rạ, thân lá ngô, lá mía, lá dứa, vỏ

trấu cà phê, các bã thải tinh bột sắn, dong riềng..) đã bị phân hủy và trọng

lượng phế phụ phẩm giảm 60 - 70% so với ban đầu [19].

Viện Môi trường Nông nghiệp cũng đã nghiên cứu thành công và ứng dụng men ủ vi sinh vật xử lý phế phụ phẩm làm nguyên liệu sản xuất phân bón hữu cơ sinh học với công suất 10.000 tấn/năm tại tỉnh Đăk Lăk, xây dựng mô hình sản xuất chế phẩm VSV qui mô 10 tấn/năm, chế phẩm đạt mật độ VSV hữu ích 108 – 109 CFU/g, và xây dựng hướng dẫn xây dựng quy trình sản xuất phân bón hữu cơ vi sinh vật với công suất 1.000 tấn/năm, sản phẩm phân bón đạt TCVN tại Hà Nội (Hà Tây cũ) và Nghệ An [19].

Viện đã chuyển giao khoa học công nghệ trong lĩnh vực môi trường nông nghiệp, nông thôn về chế phẩm men ủ vi sinh hữu ích xử lý phế phụ phẩm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

thành phân bón hữu cơ tại Hà Nội, Hà Tây, Nghệ An, Bắc Giang, ĐăkLăk và Bình Phước, chế phẩm này là kết quả từ đề tài nghiên cứu về vi sinh vật hợp tác với địa phương. Ưu điểm nổi bật của chế phẩm là có hoạt tính phân hủy cao, không độc tố và có thể làm giảm tới 70% khối lượng chất thải hữu cơ. Sau quá trình phân hủy, các chất hữu cơ bị phân hủy có hàm lượng dinh dưỡng cao và sử dụng làm phân bón cho cây lúa, cây cà phê, mía...vừa mang lại hiệu quả kinh tế cao và cải tạo hàm lượng vi sinh vật trong đất lại tận dụng được nguồn phế phụ phẩm nông nghiệp đảm bảo môi trường nông thôn [19].

Kết quả thực nghiệm xử lý bã thải Dong riềng làm phân bón hữu cơ tại xã Dương Liễu, huyện Hoài Đức, Hà Nội (Hà Tây cũ) của Viện Môi trường Nông nghiệp được thể hiện cụ thể ở bảng sau:

Bảng 1.1. Chất lượng phân bón hữu cơ ủ từ bã thải Dong riềng

N P2O5

Thành phần K2O (%) Hữu cơ (%) pHKCl (%) (%) (%) Axit Humic (%) Độ ẩm (%)

DL1 3,20 0,50 0,50 1,00 25,00 5,50 25

DL2 3,12 0,40 0,37 0,95 26,50 6,06 32

DL3 2,93 0,45 0,34 1,05 23,50 5,93 29

25 2,5 2,5 1,5 - 22 5-7

TT36 /2010/BNN &PTNT

(Nguồn : Viện Môi trường nông nghiệp, 2012)

Sản phẩm phân bón hữu cơ ủ từ bã thải Dong riềng tại xã Dương Liễu

chứa nhiều thành phần và hàm lượng các chất dinh dưỡng có lợi cho cây trồng,

trong đó hàm lượng đạm tổng số, chất hữu cơ và pHKCl gần tương đương với

tiêu chuẩn về phân bón hữu cơ của Bộ Tài nguyên và Môi trường (TT36

/2010/BNN&PTNT).

Nghiên cứu của Sở Khoa học và Công nghệ Bắc Kạn [18] về tính chất lý,

hóa học của bã thải Dong riềng sau khi ủ so với khi chưa ủ tại huyện Na Rì -

tỉnh Bắc Kạn cho kết quả như bảng sau (bảng 1.2):

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Bảng 1.2. Tính chất lý, hóa học của bã thải Dong riềng sau ủ so với ban đầu

TT Chỉ tiêu phân tích Đơn vị Trước TN Ủ với chế phẩm

1 Ẩm độ 76,60 33,00 TT36 /2010/BNN &PTNT 25 %

2 6,90 6,96 5-7 - pHH2O

3 N 1,26 1,44 2,5 %

4 0,56 0,58 2,5 % P2O5

1,21 1,31 1,5 % 5 K2O

22 % 6 Hữu cơ tổng số (OC) 53,28 22,99

(Nguồn : Sở Khoa học và Công nghệ Bắc Kạn, 2013) [18]

Kết quả ở bảng 1.2 cho thấy, hàm lượng các chất dinh dưỡng chứa trong

bã thải Dong riềng tại trước thời điểm thí nghiệm và sau khi ủ với chế phẩm có

sự thay đổi theo xu hướng tiến gần hơn với tiêu chuẩn về phân bón hữu cơ của

Bộ Tài nguyên và Môi trường (TT36 /2010/BNN&PTNT). Ẩm độ của bã thải

giảm nhiều từ 76,60% xuống còn 33,00%. Hàm lượng, N tổng số, P2O5 tổng số

và K2O tổng số đều tăng so với mẫu chưa ủ ban đầu. Hàm lượng chất hữu cơ

tổng số giảm từ 53,28% xuống 22,99% (gần với mức cho phép là 22%).

Theo nghiên cứu cho thấy phân hữu cơ từ bã Dong riềng khi bón cho đất

canh tác lúa có tác dụng làm cho đất tơi xốp, tăng độ phì nhiêu cho đất, tăng

năng suất, giảm sâu bệnh khô vằn, mốc sương. Đặc biệt giảm giá thành sử dụng

phân bón cho cây trồng, giải pháp cho việc xử lý bã thải từ quá trình sản xuất

miến dong. Ngoài ra, phân hữu cơ sinh học từ bã Dong riềng giúp cải thiện vấn

đề môi trường [18].

Số liệu bảng 1.3 cho thấy ảnh hưởng của phân hữu cơ (được sản xuất trên

cơ chất là phân chuồng) đến năng suất cây trồng tại Việt Nam [19].

Bảng 1.3. Hiệu quả của phân hữu cơ đến năng suất lúa trên đất bạc màu [21]

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Nghiệm thức Năng suất (tấn/ha) Tăng năng suất so với đối chứng (%)

NPK (đối chứng) 3,63 --

NPK+8 tấn phân chuồng 4,03 11,02

NPK+1 tấn hữu cơ chế biến 3,94 8,54

3,97 9,37 NPK+4 tấn phân chuồng + 0,5 tấn hữu cơ chế biến

(Nguồn: Viện nghiên cứu kỹ thuật Việt Nam, 2004)

Thử nghiệm ảnh hưởng của phân hữu cơ sinh học lên một số loại cây

trồng như lúa, ngô, cây ăn quả nhãn, vải… tại Hà Nội, Vĩnh Phúc, Phú Thọ,

Hải Dương, Đăk Lăk... nông dân đều cho nhận xét bón loại phân này làm cây

phát triển tốt, giảm sâu bệnh, đất xốp và thấy tác dụng của phân bón hữu cơ bền

hơn so với bón phân hóa học. Năng suất lúa, ngô, quả tăng và có mẫu sản phẩm

đẹp hơn [19]. Ngoài ra, khi sử dụng các loại phân bón hữu cơ để khai thác các

yếu tố dinh dưỡng tiềm tàng trong đất thì đồng nghĩa với khả năng giảm sử

dụng các loại phân bón thông thường khác mà giá phân hữu cơ rẻ (do người

dân tự sản xuất) nên giúp giảm chi phí sản xuất, tăng lợi nhuận [24].

Trong năm 2017, tỉnh Tuyên Quang có sản lượng củ Dong riềng là

180.000 tấn. Thực tế hiện nay, dự kiến tổng công suất chế biến tinh bột Dong

riềng (cả hiện có, đầu tư mới và nâng công suất) chỉ đạt 137.400 tấn củ/năm,

còn lại lượng nguyên liệu củ Dong riềng được xuất đi các tỉnh khác như Thái

Nguyên, Bắc Giang, Hà Nội... Phân tích thành phần và tính toán lượng bã thải

trong quá trình sản xuất thì lượng bã thải trong năm 2017 như sau:

Bảng 1.4. Định lượng bã thải ở các công đoạn sản xuất

Lượng bã thải định TT Công đoạn Thành phần bã thải lượng trong 1 tấn củ (kg)

40 Bã thải chứa vỏ củ, đất cát 1 Rửa củ

250 Xác bã dong 2 Lọc bột

50 Chất hữu cơ bị keo tụ 3 Bùn cặn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

340 Đa thành phần 4 Tổng cộng

(Nguồn : Sở Khoa học công nghệ Tuyên Quang, 2017)

Theo bảng trên, ta thấy cứ 1 tấn củ được xay xát thì sinh ra 340kg bã thải

(độ ẩm 50%), tỉ lệ bã thải là 34%. Với lượng sản xuất 137.400 tấn củ thì

lượng bã thải hàng năm phát sinh ra là 46.716 tấn. Lượng bã thải chỉ được

sử dụng một phần đem bón ruộng, bón cho cây ăn quả: cây bưởi, cây cam,

cây hồng... khi đã hoai mục, còn lại vẫn bị thải bỏ ra môi trường gây ô

nhiễm và mùi khó chịu.

Với hệ số thu hồi phân bón là 40% trong quá trình ủ phân hữu cơ sinh học

và nếu tận dụng được tất cả lượng bã thải trên để làm phân hữu cơ sinh học thì

thu được 18.686 tấn phân hữu cơ sinh học. Qua đó lượng phân hóa học được sử

dụng sẽ giảm xuống, đất được cải tạo tơi xốp và đồng thời hạn chế được tình

trạng ô nhiễm do bã thải. Qúa trình sản xuất phân bón hữu cơ được người dân

làm trong lúc nông nhàn, sau vụ sản xuất tinh bột Dong riềng.

Lợi dụng vào tiềm năng ứng dụng phân bón hữu cơ sinh học từ bã thải

Dong riềng như vậy mà tỉnh đã chỉ đạo cho cán bộ Trung tâm khuyến nông về

các địa phương có cơ sở sản xuất tinh bột Dong riềng tập huấn kỹ thuật chế

biến bã Dong riềng thành phân bón hữu cơ sinh học.

Năm 2017, Sở Khoa học và công nghệ tỉnh Tuyên Quang đã tiến hành tập

huấn cho bà con phương pháp ủ bã Dong riềng bằng cách đánh đống, hoặc ủ

bằng bể ủ có mái che. Phương pháp ủ phân hữu cơ từ bã Dong riềng trong bể ủ

có mái che có ưu điểm là có thể ủ được khối lượng lớn, không tốn kém bạt phủ,

bạt lót, không bị úng ngập nước như phương pháp ủ đánh đống. Tuy nhiên

phương pháp này lại tốn kém hơn vì phải đầu tư xây dựng bể, làm mái che, qúa

trình đảo trộn cũng khó khăn hơn.

Chương 2

ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tượng nghiên cứu và thời gian nghiên cứu

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

2.1.1. Đối tượng nghiên cứu

- Các nguồn thải từ các cơ sở chế biến, sản xuất tinh bột Dong riềng tại xã

Xuân Vân, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang.

- Kỹ thuật chế biến bã Dong riềng làm phân bón hữu cơ sinh học.

- Củ su su giống lấy tại địa phương.

2.1.2. Thời gian nghiên cứu

Từ tháng 8 năm 2018 đến tháng 4 năm 2019.

2.2. Nội dung nghiên cứu

- Nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường từ các cơ sở sản xuất, chế biến

tinh bột Dong riềng tại xã Xuân Vân, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang.

- Xây dựng quy trình chế biến bã Dong riềng làm phân bón hữu cơ sinh học.

- Ứng dụng phân bón sinh học từ bã Dong riềng cho cây rau su su.

2.3. Phương pháp nghiên cứu

2.3.1. Phương pháp điều tra, lấy mẫu và phân tích

2.3.1.1. Phương pháp điều tra tình hình sản xuất của nông hộ

- Sử dụng phương pháp kế thừa để thu thập các thông tin thứ cấp có liên

quan ở các đơn vị chức năng thuộc các điểm dự kiến điều tra.

- Lập phiếu điều tra để thu thập thông tin liên quan từ các hộ sản xuất.

- Sử dụng phương pháp điều tra nhanh nông thôn có sự tham gia của

người dân để thu thập thông tin.

2.3.1.2. Phương pháp lấy mẫu

 Bã thải: Mẫu bã thải dong riềng được lấy theo TCVN 9466:2012. Lấy 4

mẫu bã thải tại các điểm: đi ra khỏi dây chuyền sản xuất và trước khi vào

bể chứa.

 Mẫu nước thải được lấy theo:

- TCVN 6663-1:2011 (ISO 5667-1:2006) (hướng dẫn lập chương trình lấy

mẫu và kỹ thuật lấy mẫu).

- TCVN 6663-3:2008 (ISO 5667-3: 2003) (hướng dẫn bảo quản và xử lý mẫu).

- TCVN 5999:1995 (ISO 5667 -10: 1992) (hướng dẫn lấy mẫu nước thải). Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Chọn vị trí lấy mẫu điển hình, dựa trên cơ sở mức độ nhiễm bẩn của

nguồn nước thải, đất ô nhiễm lấy 9 mẫu nước thải, đất tại 3 vị trí: đầu nguồn

thải (lấy 3 mẫu thải trực tiếp tại cơ sở sản xuất); giữa nguồn: cách điểm đầu

nguồn 500m (lấy 3 mẫu tại 3 vị trí khác nhau) và cuối nguồn (ở giữa dòng suối)

cách điểm xả đầu nguồn 1000m. Mẫu nước được lấy vào chai, mẫu bã thải

được lấy vào túi nilon.

 Mẫu phân bón: Mẫu phân bón được lấy theo TCVN 9496 : 2013

 Mẫu đất: Mẫu đất được lấy theo TCVN 7538 – 2 : 2005

2.3.1.3. Phương pháp phân tích

* Đối với mẫu nước thải:

TT Chỉ tiêu Phương pháp phân tích Ghi chú

1 pH TCVN 6492 : 2011 (ISO 10523 : 2008)

TCVN 6001 – 1 : 2008 (ISO 5815-1 : 2003) 2 BOD5 (mg/l)

3 COD (mg/l) TCVN 6491 - 1999

+ (mg/l)

4 TSS (mg/l) TCVN 6625 : 2000 (ISO 11923 : 1997)

TCVN 6638 : 2000 5 NH4

6 P- Tổng (mg/l) TCVN 6202 : 2008 (ISO 6878 : 2004)

* Đối với mẫu phân bón:

TT Chỉ tiêu Phương pháp phân tích Ghi chú

1 Ẩm độ TCVN 9297 : 2012

2 TCVN 10682 : 2015 Nts%

3 TCVN 5815 : 2001 P2O5%

4 TCVN 8560 : 2010 K2O%

5 TCVN 5979 : 2007 pHH2O

6 Hữu cơ tổng số TCVN 9294 : 2012

* Đối với mẫu đất:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

TT Chỉ tiêu Phương pháp phân tích Ghi chú

1 TCVN7377:2004 pHKCl

2 N% TCVN7373:2004

3 TCVN 7374:2004 P2O5%

4 TCVN7375:2004 K2O%

5 TCVN 7376:2009 OC%

6 CEC 10TCN 369:99

2.3.1.4. Phương pháp cảm quan đánh giá tính chất của sản phẩm sau khi ủ

(phân bón): Độ xốp, màu sắc và mùi của sản phẩm.

2.3.1.5. Phương pháp đánh giá độ chín của đổng ủ: Theo tiêu chuẩn Việt Nam

TCVN 7185: 2002 thông qua việc đo nhiệt độ của đống ủ. Đo nhiệt độ trong

đống ủ theo thời gian nghiên cứu: 3 ngày đo một lần.

2.3.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm 1: Quy trình ứng dụng công nghệ vi sinh để xử lý bã thải dong

riềng làm phân hữu cơ theo phương pháp ủ hiếu khí [14, 24]. Xây dựng quy

trình chế biến bã Dong riềng làm phân bón hữu cơ sinh học và ứng dụng bón

phân cho cây rau Su su.

Công thức thí nghiệm ủ phân:

* Lượng nguyên liệu sử dụng làm công thức nền thí nghiệm (công thức

đối chứng):

+ Bã Dong riềng sau khi xử lý sơ bộ: 45 kg

+ Đạm Ure: 0,4 kg

+ Lân Supe: 0,2 kg

+ Kali: 0,09 kg

+ Vôi bột: 0,7 kg

+ Rỉ mật: 0,14 kg

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

* Công thức ủ phân:

CT1 (đối chứng): Bã Dong riềng sau khi xử lý sơ bộ (45kg), trộn phân

đạm, lân, kali, vôi bột và rỉ mật.

CT2: Nền thí nghiệm + 0,5g Chế phẩm sinh học Trichoderma

CT3: Nền thí nghiệm + 0,8g Chế phẩm sinh học Trichoderma

CT4: Nền thí nghiệm + 1,0g Chế phẩm sinh học Trichoderma

Thí nghiệm 2: Thí nghiệm ứng dụng sản phẩm phân bón hữu cơ sinh học bón

cho rau su su , gồm có 4 công thức, 3 lần nhắc lại, được bố trí theo sơ đồ sau

(Nguyễn Thị Lan, Phạm Tiến Dũng (2005), Giáo trình Phương pháp thí

nghiệm, nhà xuất bản Đại học Nông Nghiệp):

Nhắc lại 1 CT1 CT2 CT3 CT4

Nhắc lại 2 CT4 CT3 CT2 CT1

Nhắc lại 3 CT2 CT4 CT1 CT3

CT1 (Đối chứng): (5kg phân chuồng + 0,15kg phân NPK)/ ô thí nghiệm

CT2: (5kg phân hữu sinh học từ bã Dong riềng + 0,15kg NPK)/ ô thí nghiệm

CT3: (10kg phân hữu sinh học từ bã Dong riềng + 0,15kg NPK)/ ô thí nghiệm

CT4: (15kg phân hữu sinh học từ bã Dong riềng + 0,15kg NPK)/ ô thí nghiệm

Diện tích mỗi ô thí nghiệm 1,5m2 (0,5m × 3,0m); trồng rau Su su với mật

độ 05 khóm (5 củ Su su giống) / ô thí nghiệm.

Phương pháp bón phân: Bón lót phân hữu cơ sinh học trước khi trồng Su su

2.3.3. Phương pháp theo dõi các chỉ tiêu sinh trưởng, phát triển của rau Su su

2.3.3.1. Thời gian theo dõi các chỉ tiêu như sau

- Lần 1: 50 ngày sau khi trồng.

- Lần 2: 55 ngày sau khi trồng.

2.3.3.2. Phương pháp đo đếm các chỉ tiêu sinh trưởng của rau

- Số ngọn Su su/khóm: đếm số ngọn mới hình thành sau khi cắt.

- Chiều dài ngọn (cm): đo từ gốc của nhánh mới cho đến đầu mút lá dài nhất.

- Năng suất Su su (kg): khối lượng ngọn Su su/1 ô thí nghiệm.

2.4. Phương pháp xử lý số liệu

Kết quả nghiên cứu của thí nghiệm 1 và thí nghiệm 2 được xử lý thống kê

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

sinh học bằng phần mềm Excel.

Chương 3

ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN- KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU

3.1. Điều kiện tự nhiên

Xuân Vân là một xã miền núi nằm ở trung tâm cụm phía bắc thuộc khu

vực thượng huyện Yên Sơn, dọc theo trục đường tỉnh lộ 185 (nay là quốc lộ

2C, chạy song song với dòng sông Gâm), cách tỉnh lỵ Tuyên Quang 22 km,

cách huyện lỵ Yên Sơn 17 km. Phía bắc giáp 2 xã Quý Quân và Lực Hành, phía

nam giáp với xã Tân Long, phía đông giáp với xã Trung Trực, phía tây giáp với

xã Phúc Ninh. Xuân Vân nằm trong hệ thống núi thuộc vòng cung Lô - Gâm,

trải dọc hai bên bờ sông Gâm, bởi vậy hàng năm nhận được một lượng phù sa

tương đối lớn, tạo nên một vùng đất bồi dọc theo hai bờ sông Gâm rất thuận lợi

cho việc trồng trọt. Có lẽ đây chính là lý do vì sao mà cây trái nơi đây quanh

năm luôn xum xuê, tươi tốt, phong phú và đa dạng.

Về địa hình, so với các vùng trong huyện, Xuân Vân là một xã thuộc vùng

trung du bán sơn địa, địa hình thấp dần từ bắc xuống nam, độ cao trung bình từ

280m - 650m so với mặt nước biển. Đất đai của xã chia thành ba phần rõ rệt:

Phần địa hình núi cao thuộc các thôn: Vông Vàng 1, Đèo Mủng, Khuôn

Khán, Lương Trung, Đô Thượng 3, Đô Thượng 5, Đồng Dài.

Phần địa hình núi thấp và đất đồi thuộc các thôn: Vông Vàng 2, An Lạc,

Tân Sơn, Vân Giang, Đô Thượng 1+2 +4 +6, Sơn Hạ 1+2+3 +4.

Phần địa hình đất bồi tụ và soi bãi thuộc các thôn: Soi Hà, An Lạc, Soi

Đen, Soi Éo.

Bên cạnh đó, có chỗ địa hình phân bổ không đều, xen kẽ nhau giữa vùng

đất cao và đất thấp. Có nhiều con suối nhỏ đổ ra sông Gâm. Tất cả các vùng

đồi, núi này xưa kia đều là rừng rậm, có nhiều thú dữ như hổ, báo… và nhiều

loài chim quý, nhiều loài gỗ quý như lim, lát, trò… Hiện nay, rừng tự nhiên của

Xuân Vân không còn, song với cơ chế mới, Đảng bộ và nhân dân xã Xuân Vân

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

đã và đang đẩy mạnh phong trào trồng rừng, góp phần phủ xanh đất trống, đồi

trọc, nhằm phát triển kinh tế, cân bằng hệ sinh thái môi trường cũng như làm

đẹp thêm cảnh quan nơi đây.

Xuân Vân có loại hình đất đai khá phong phú. Trước hết vì nằm ở vị trí

địa lý dọc theo sông Gâm nên xã có hệ thống đất bồi, phù sa rất rộng lớn, tập

trung chủ yếu ở các thôn Vông Vàng 2, An Lạc, Soi Hà, Vân Giang. Đây là loại

đất thích hợp trồng màu như ngô, lạc, đậu tương, dong riềng và các cây hoa

màu ngắn ngày. Thứ hai, là loại đất được bồi tụ lắng đọng đất màu từ các thung

lũng, sau đó được người dân cải tạo làm ruộng lúa nước. Loại đất này được

phân bổ rải rác trên toàn xã, trong đó, nơi nhiều nhất phải kể đến là ở các thôn:

Sơn Hạ, Đô Thượng, Đèo Mủng… Thứ ba, là loại đất núi thấp và đất đồi, tập

trung ở các thôn Vông Vàng, Quang Trung, An Lạc, Tân Sơn… Đất này thích

hợp trồng cây công nghiệp, trồng rừng như keo, mía, bạch đàn. Cuối cùng là

loại đất núi cao, loại đất này tuy có diện tích ít hơn so với các xã xung quanh

nhưng cũng đảm bảo vai trò làm vành đai bảo vệ rừng đầu nguồn, cung cấp

nước tưới cho việc trồng lúa và các loại hoa màu khác.

Cả bốn loại trên tổng hợp lại có thể phân ra 2 thành phần chính là: Đất thịt

và đất sét chiếm ưu thế chủ yếu chiếm 60%. Đất Ferarít và FeS (đất đá biến

chất do cấu tạo núi hình thành) chiếm 40%.

Về thủy văn, địa bàn xã có con sông Gâm chảy theo hướng bắc nam dọc

theo trung tâm xã. Sông Gâm chiếm một vị trí quan trọng trong đời sống của nhân

dân các làng xã Xuân Vân. Sông Gâm không những tạo điều kiện giao thông đường

thuỷ, cung cấp tưới tiêu thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp, dòng sông Gâm còn

tạo ra cảnh quan thiên nhiên tươi đẹp góp phần phát triển du lịch.

Với vị trí địa lý như trên, khí hậu của Xuân Vân một năm có bốn mùa:

xuân, hạ, thu, đông, chia thành hai mùa nóng ẩm và khô lạnh rõ rệt. Mùa nóng

ẩm từ cuối tháng ba đến đầu tháng mười. Mùa khô lạnh từ tháng mười đến

tháng ba năm sau. Nhiệt độ trung bình hàng năm dao động từ 20oC đến 25oC.

Những năm rét đậm, có nhiệt độ xuống thấp 8oC. Lượng mưa trung bình hàng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

năm từ 1.600mm – 1.700mm. Độ ẩm không khí trung bình hàng năm dao động

60% đến 80%. Hướng gió chủ yếu là gió Đông Nam vào mùa nóng ẩm và gió

Đông Bắc mùa khô lạnh.

Như vậy, tính chất xen kẽ giữa hai mùa khô lạnh và nóng ẩm mưa nhiều

diễn ra rất rõ nét ở Xuân Vân. Điều kiện khí hậu nói trên thuận lợi cho sản xuất

nông nghiệp, trồng rừng, chăn nuôi gia súc, gia cầm. Nhưng nó cũng gây không

ít khó khăn cho đời sống nhân dân. Mùa lũ lụt gây sạt lở đất ven sông Gâm, các

triền núi cao, gây ngập lụt thiệt hại hoa màu, gia súc gia cầm. Đôi khi thiệt hại

đến tính mạng và tài sản người dân. Mùa khô lạnh gây nên hạn hán trở ngại cho

cây trồng vật nuôi [11].

3.2. Điều kiện kinh tế xã hội

3.2.1. Diện tích, dân số

Xã Xuân Vân có tổng diện tích đất tự nhiên là 3.989,13 ha. Trong đó, đất

lâm nghiệp là 2.651,25 ha chiếm 66,46%, đất nông nghiệp là 916,93 ha chiếm

22,98%. Tổng số hộ gia đình trong địa bàn xã: 2.339 hộ, 9.379 khẩu và có 11

dân tộc cùng sinh sống (bao gồm các dân tộc: Kinh, Tày, Dao, Mông, Cao Lan,

Nùng, Hoa, Mường, Thái, Lào, Cờ Lao). Tỷ lệ dân tộc chiếm 47% trong toàn xã.

Trên địa bàn xã có 01 chùa Đại bi nằm trên địa bàn thôn Đô Thượng 4, xã Xuân

Vân [11].

3.2.2. Hiện trạng phát triển kinh tế - xã hội

- Về nông nghiệp và phát triển nông thôn: Nông - Lâm nghiệp tiếp tục phát

triển theo hướng sản xuất hàng hoá, tăng cường thâm canh, sử dụng các giống

cây trồng năng suất cao, ứng dụng tiến bộ kỹ thuật trong sản xuất nhằm tăng

năng suất, chất lượng sản phẩm cây trồng phù hợp với thị hiếu, thị trường tiêu

thụ, tổng sản lượng lương thực hàng năm đạt trên 2.600 tấn, đẩy mạnh sản xuất

cây vụ đông trên đất ruộng 2 vụ lúa, từng bước đưa vụ Đông trở thành vụ sản

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

xuất chính, nâng hệ số sử dụng ruộng đạt trên 2,6 lần/năm.

Đặc biệt xã Xuân Vân có thế mạnh về trồng cây ăn quả đã đem lại thu

nhập về kinh tế rất lớn cho nhân dân. Trên địa bàn xã có tổng diện tích cây ăn

quả là 878,79 ha. Trong đó: Cây bưởi 755,24 ha, cây cam, quýt 88,03 ha, cây

na 12,42 ha, hồng 20 ha, cây nhãn 3,1 ha.

Tập trung đẩy mạnh phát triển chăn nuôi theo hướng sản xuất hàng hoá,

khuyến khích mở rộng quy mô chăn nuôi theo mô hình chăn nuôi gia trại, trang

trại nhất là chăn nuôi gia súc, gia cầm (trên địa bàn xã có 13 trang trại tổng hợp).

Triển khai thực hiện có hiệu quả dự án nuôi cá lồng (cá Chiên đặc sản) trên sông

Gâm với quy mô 12 lồng bước đầu đạt kết quả tốt. Duy trì và nâng cao các tiêu

chí xã đạt chuẩn nông thôn mới hiện nay xã mới đạt được 8/19 tiêu chí. Phấn

đấu đến năm 2022 xã về đích nông thôn mới.

- Về công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp: Một số ngành nghề tiểu thủ công

nghiệp, dịch vụ từng bước phát triển, như: chế biến nông lâm sản; sản xuất

gạch, gia công cơ khí; khai thác vật liệu; sản xuất chế biến tinh bột dong riềng

chiếm phần lớn (với 120 hộ thu hút nhiều lao động tham gia).

- Về giao thông: Đến nay đường giao thông đi lại trên địa bàn xã đã từng

bước được nhựa hóa, bê tông hóa, trong đó: 100% đường trục xã và đường từ

trung tâm xã đến huyện; 50% đường trục thôn, đường liên thôn; trên 40%

đường nội đồng, ngõ xóm đã được bê tông hóa.

- Về xây dựng: Được sự quan tâm của nhà nước, đến nay cơ sở hạ tầng xã

đã đầu tư xây dựng cơ bản. 10/25 thôn trên địa bàn xã đã được xây dựng nhà

văn hóa thôn gắn với sân thể thao thôn phục vụ nhu cầu vui chơi của nhân dân.

- Về giáo dục: Trên địa bàn xã có 5 trường học đang từng bước được đầu tư

xây dựng theo quy hoạch, đến nay chưa có trường nào đạt chuẩn Quốc gia. Duy

trì vững chắc kết quả phổ cập giáo dục Mầm non trẻ 5 tuổi; phổ cập giáo dục

Tiểu học đúng độ tuổi và phổ cập Trung học cơ sở.

- Về y tế: Trên địa bàn xã có 01 phòng khám Đa khoa khu vực và 01 trạm y tế

xây dựng đã lâu hiện nay cơ sở vật chất của phòng khám và Trạm y tế đã xuống cấp

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

nặng không đảm bảo trong công tác khám chữa bệnh cho nhân dân. Cần được đầu

tư xây dựng ngay để thực hiện công tác khám và chữa bệnh cho nhân dân được đảm

bảo. Công tác bảo vệ chăm sóc sức khỏe nhân dân luôn được chú trọng quan

tâm và ngày càng được nâng lên.

- Về văn hóa - xã hội: Phong trào “Toàn dân đoàn kết xây dựng đời sống

văn hoá” gắn với xây dựng nông thôn mới được quan tâm đẩy mạnh, tích cực

vận động nhân dân thực hiện các Quy định, Quy ước thôn, nếp sống văn minh

trong việc cưới, việc tang và lễ hội. Hằng năm tỷ lệ khu dân cư văn hóa đạt

trên 70%, tỷ lệ hộ gia đình văn hóa đạt trên 90%. Thực hiện tốt công tác chăm

sóc các đối tượng người có công, chính sách xã hội, công tác giảm nghèo, lao

động việc làm, hiện nay tỷ lệ hộ nghèo trên địa bàn xã chiếm 19,3 %, hàng

năm tạo điều kiện giải quyết việc làm mới cho trên 200 lao động, trong đó

xuất khẩu lao động trên 10 lao động.

Khó khăn, tồn tại

Do biến đổi của thời tiết khí hậu diến biến phức tạp đầu năm rét buốt, khô

hạn kéo dài, giữa năm nắng nóng, bão lũ đã gây ảnh hưởng thiệt hại đến sản

xuất cây trồng và vật nuôi.

Ô nhiễm môi trường ở địa phương ngày càng nghiêm trọng từ các cơ sở

sản xuất, sử dụng phân hóa học, thuốc trừ sâu cho cây trồng, xả thải rác thiếu ý

thức của người dân, đặc biệt là bã thải và nước thải chưa qua xử lý từ các cơ sở

chế biến tinh bột sắn, tinh bột Dong riềng.

Công tác chỉ đạo, quản lý về bảo vệ môi trường của các thôn còn lỏng lẻo

chưa kiên quyết, các cơ sở sản xuất công nghiệp chưa chịu áp dụng các biện

pháp kĩ thuật vào sản xuất, công tác chăn nuôi các hộ gia đình còn chủ quan lơ

là không tiêm phòng giai súc gia cầm, phun thuốc khử trùng tiêu độc, gia súc bị

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

ốm vẫn mang giết mổ bán trên thị trường.

Chương 4

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

4.1. Nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường từ các cơ sở sản xuất, chế biến

tinh bột Dong riềng xã Xuân Vân, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang

4.1.1. Ô nhiễm do nước thải

Trong quá trình sản xuất miến dong tại địa phương, cứ mỗi tấn củ làm bột

dong thì cần 6 -10 m3 nước. Để sản xuất 1 tấn miến dong thì cần tới 20 - 30m3

nước . Lượng nước thải được xả thẳng ra sông suối gây ô nhiễm môi trường

nước nghiêm trọng. Nguồn nước suối tại địa phương được sử dụng cho ăn uống

và sinh hoạt nhưng hiện tại đang chuyển sang màu đen và có mùi hôi thối. Cá

và các loại thủy sinh khác trong suối cũng bị chết nhiều do nguồn nước bị ô

nhiễm. Đáng nguy hiểm hơn khi đây là nguồn nước ăn uống, sinh hoạt chủ yếu

cho người dân tại địa phương. Một số cơ sở sản suất còn xả thải nước ra ruộng

lúa khiến cho đất canh tác lúa bị ô nhiễm nặng và năng suất lúa giảm mạnh,

thậm chí những ruộng đó hiện không trồng được lúa nữa. Hiện tại, người dân

lấy nước bằng cách đào giếng tại các bờ suối nhưng các giếng này đa số là nông và

rất gần khu vực nước thải. Nước được khai thác tại giếng và xử lý sơ sài sau đó

được sử dụng (nhiều hộ gia đình sử dụng trực tiếp, không qua xử lý). [5].

Hình 4.1. Nước thải và bã thải Dong riềng thải ra suối

(Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu)

32

Như vậy bước đầu tiên xác định nguồn chất thải có ảnh hưởng đến môi

trường nông nghiệp, các đường thải, các loại cây trồng trên cơ sở này

chúng tôi khoanh vùng phạm vi nghiên cứu. Để đánh giá được chất lượng

nước thải chúng tôi tiến hành lấy mẫu và phân tích một số chỉ tiêu. Kết quả

cụ thể ở bảng 4.1.

Bảng 4.1. Chất lượng nước thải tại một số cơ sở sản suất tinh bột Dong

riềng tại xã Xuân Vân

Pts BOD5 COD TSS NH4

+

TT Mẫu pH (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l)

Nước thải trực tiếp tại nơi sản xuất

1 XV01 4,2 1222 1640 1885 10,1 21,9

2 XV02 4,2 1220 1638 1905 10,3 21,3

3 XV03 4,1 1209 1603 1802 11,2 20,4

Trung bình 4,2 1217 1627 1864 10,5 21,2

Nước thải cách nơi sản xuất 500m

4 XV04 4,1 935 1285 1114 6,9 15,8

5 XV05 4,2 921 1304 1044 6,7 16,9

6 XV06 4,1 901 1248 1211 6,0 15,5

Trung bình 4,1 919 1279 1123 6,5 16,1

Nước thải cách nơi sản xuất 1000m

7 XV07 4,3 234 285 282 5,5 13,6

8 XV08 4,3 236 309 284 5,4 13,5

9 XV09 4,4 172 255 286 5,2 15,8

Trung bình 4,3 214 283 284 5,4 14,3

QCVN 40/2011- 5,5 - 9 50 150 100 10 6 BTNMT

33

Hình 4.2. Đồ thị đánh giá chất lượng nước thải tại một số cơ sở sản xuất bã

thải Dong riềng tại xã Xuân Vân

Trong đó các mẫu XV1, XV2, XV3 được lấy tại đầu nguồn thải trực tiếp

tại các hộ sản xuất, các mẫu XV4, XV5, XV6 được lấy cách 500m so với điểm

đầu nguồn và các mẫu XV7, XV8, XV9 được lấy tại suối (cách điểm đầu

nguồn 1000m). Kết quả phân tích mẫu nước trước khi xử lý tại bảng 4.1 cho

thấy: Tất cả các chỉ tiêu đều vượt xa so với QCVN 40:2011/BTNMT áp dụng

cho nước thải. Cụ thể như sau:

- Nước thải trực tiếp tại nơi sản xuất:

+ pH thấp hơn nhiều so với tiêu chuẩn cho phép.

+ Đối với BOD5: Nước thải vượt tiêu chuẩn cho phép 24,3 lần.

+ Đối với COD: Nước thải vượt tiêu chuẩn cho phép 10,8 lần.

+: Nước thải vượt tiêu chuẩn cho phép 2,12 lần.

+ Đối với TSS: Nước thải vượt tiêu chuẩn cho phép từ 18,6 lần.

+ Đối với NH4

+ Đối với Pts: Nước thải vượt tiêu chuẩn cho phép 1,8 lần.

- Nước thải cách nơi sản xuất 500m:

+ pH thấp hơn nhiều so với tiêu chuẩn cho phép.

+ Đối với BOD5: Nước thải vượt tiêu chuẩn cho phép 18,4 lần.

+ Đối với COD: Nước thải vượt tiêu chuẩn cho phép 8,5 lần.

34

+ Đối với TSS: Nước thải vượt tiêu chuẩn cho phép 11,2 lần.

+ Đối với Nts: Nước thải vượt tiêu chuẩn cho phép 1,6 lần.

+ Đối với Pts: Nước thải vượt tiêu chuẩn cho phép 1,1 lần.

- Nước thải cách nơi sản xuất 1000m:

+ pH thấp hơn nhiều so với tiêu chuẩn cho phép.

+ Đối với BOD5: Nước thải vượt tiêu chuẩn cho phép 4,3 lần.

+ Đối với COD: Nước thải vượt tiêu chuẩn cho phép 1,9 lần.

+ Đối với TSS: Nước thải vượt tiêu chuẩn cho phép từ 2,8 lần.

+ Đối với Nts: Nước thải vượt tiêu chuẩn cho phép 1,4 lần.

+ Đối với Pts: Nước thải vượt tiêu chuẩn cho phép 0,9 lần.

Qua phân tích các chỉ tiêu trong các mẫu nước tại đầu nguồn thải và tại

lòng suối (nơi tiếp nhận) đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Kết quả phân tích

cho thấy mẫu nước đầu nguồn thải vượt quá các tiêu chuẩn ở mức cao nhất, ở

vị trí xa nơi đầu nguồn có giảm hơn song vẫn vượt quá nhiều lần so với tiêu

chuẩn. Riêng chỉ tiêu pH thấp hơn tiêu chuẩn cho phép. Qua bảng phân tích ta

có thể kết luận nguồn nước tại xã Xuân Vân huyện Yên Sơn đang bị ô nhiễm

nghiêm trọng do hoạt động sản suất, chế biến tinh bột Dong riềng.

Hình 4.3. Suối bị ô nhiễm do nước thải từ sản xuất tinh bột Dong riềng

(Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu)

35

Hình 4.4. Sông Gâm bị ô nhiễm do nước thải từ sản xuất

tinh bột Dong riềng.

(Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu)

Hình 4.5. Người dân sử dụng nước suối ô nhiễm bị bệnh ngoài da

(Nguồn: Tác giả Tạ Phương Thu)

36

Hình 4.6. Gia súc uống nước, ăn cỏ nơi ô nhiễm bị bệnh răng miệng

(Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu)

Hình 4.7. Cá chết hàng loạt do nước nhiễm chất thải

từ sản xuất Dong riềng

(Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu)

37

Hình 4.8. Cây trồng héo úa do nước nhiễm độc

(Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu)

4.1.2. Ô nhiễm do bã thải

Bã thải rắn được các hộ dân trong bản thải bỏ trực tiếp ra môi trường tại

góc vườn, chân núi, thậm chí có hộ thải bỏ xuống suối. Một phần nhỏ bã thải

được các hộ dân tận dụng làm thức ăn chăn nuôi và bón ruộng. Phần lớn lượng

bã thải bị thải bỏ và không được tận thu. Sau một vài ngày, chúng phân hủy và

bốc mùi hôi thối nồng nặc tại khu vực sản xuất, gây ảnh hưởng tới cuộc sống

của con người và vật nuôi.

Hình 4.9. Bã thải được bỏ ra vườn nhà

(Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu)

38

Hình 4.10. Bã thải được bỏ ra ruộng

(Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu)

Do đặc thù địa hình khu vực sản suất có nhiều đồi núi, diện tích mặt bằng khá ít và được trưng dụng làm khu sản suất nên bã thải thường được thải bỏ tại ngay gần khu sản suất. Một số hộ sản suất còn cho xả bã thải cùng với nước thải xuống suối, hồ chứa nước, có những con suối giờ không còn là suối theo đúng nghĩa của nó. Giờ những con suối đã được lấp đầy bởi bã Dong riềng. Theo thời gian, bã thải bị phân hủy và bốc mùi hôi gây ảnh hưởng tới không khí và nguồn nước ngay tại địa bàn xã. Trẻ em, người già trong khu vực thường hay mắc các bệnh về đường hô hấp do bầu không khí ô nhiễm tại đây. Một số hộ gia đình đem bã thải ra ruộng nhưng vụ lúa canh tác sau đó thường bị lốp và sâu bệnh nhiều do quá trình bã phân hủy làm ảnh hưởng tới sinh trưởng, phát triển của cây lúa.

Bảng 4.2. Thành phần lý, hóa học của mẫu bã thải tại xã Xuân Vân

Kết quả phân tích

STT Chỉ tiêu phân tích Đơn vị Bã thải cuối nguồn

TT36 /2010/BNN &PTNT 25 91,81 Bã thải đầu nguồn 76,8 % 1 Ẩm độ

7,60 5-7 6,80 - 2 pHH2O

1,48 2,5 1,28 % 3 N

0,57 2,5 0,57 % 4 P2O5

0,97 1,5 1,23 % 5 K2O

39

6 Hữu cơ tổng số % 53,31 51,85 22

Qua bảng 4.2 cho thấy, thành phần lý, hóa học của mẫu bã thải được lấy ở

hai vị trí đầu nguồn và cuối nguồn đã có sự khác biệt. Nhìn chung, các chỉ tiêu

có xu hướng tăng lên, hữu cơ tổng số có phần giảm đi. Sự thay đổi các chỉ tiêu

phân tích được giải thích là do hoạt động và sinh trưởng của VSV trong môi

trường tự nhiên làm phân giải các chất ở dạng khó phân hủy thành dễ phân hủy.

Trong thực tế, nếu bã Dong riềng thải loại ra môi trường tự nhiên cũng dần bị

phân hủy nhưng phải mất thời gian khá lâu và trong quá trình phân hủy, sẽ sinh

ra mùi hôi khó chịu. Kết quả nghiên cứu này cũng theo quy luật tương tự với

nghiên cứu của Sở Khoa học và Công nghệ Bắc Kạn năm 2013 [18].

Qua quá trình điều tra, tìm hiểu thực trạng sản xuất nông nghiệp tại xã

Xuân Vân, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang chúng tôi có một số đánh giá

như sau:

- Thời vụ sản xuất tinh bột Dong riềng: Từ cuối tháng 9 đến tháng 3

năm sau.

- Sản xuất tập trung chủ yếu theo quy mô hộ gia đình nhỏ lẻ, 100% số hộ

tham gia sản xuất không có hệ thống xử lý phế thải và nước thải sau sản xuất.

- Thời điểm ô nhiễm nhất trong năm: Tháng 11,12.

- Nước thải: Vào thời vụ sản xuất, đặc biệt khi thời tiết nắng nóng, mùi hôi

khắp thôn, xã.

- Nước thải chảy thẳng ra suối, nông dân không thể sử dụng được nguồn

nước thải này để phục vụ cho sản xuất nông nghiệp vì khi tưới cho cây gì là cây

đó bị chết.

- Ảnh hưởng đến sức khỏe: Nước thải có mùi hôi khó chịu làm ô nhiễm

môi trường không khí, ảnh hưởng đến sức khoẻ của người dân: Nhức đầu, viêm

mũi, chóng mặt, hay có người ốm...

- 50% số bà con tham gia phỏng vấn cho rằng bã thải Dong riềng không

qua xử lý, cho xuống ruộng sau 1 thời gian cây lúa bị chết.

40

- Trình độ dân trí thấp, cơ sở hạ tầng nghèo nàn đã hạn chế rất lớn đến

phát triển sản xuất.

Từ những đánh giá trên, cho thấy sản xuất tinh bột Dong riềng tại xã Xuân

Vân chưa được đầu tư về cơ sở hạ tầng, trang thiết bị, hệ thống xử lý môi

trường nên năng suất cây trồng thấp. Hiệu quả sử dụng đất thấp, năng lực sản

xuất bị suy giảm.

4.2. Sản suất phân bón hữu cơ từ bã thải Dong riềng

4.2.1. Quy trình ủ phân hữu cơ từ bã Dong riềng

Qua nghiên cứu thực tế kết hợp tính kế thừa, đề tài đưa ra quy trình xử lý

bã Dong riềng như sau:

Bước 1: Xử lý sơ bộ

Bã dong ban đầu rất ẩm, không phù hợp với quá trình ủ do đó cần được xử

lý sơ bộ bằng cách phơi, ép cho đến khi đạt được độ ẩm và độ pH tối ưu (độ ẩm

từ 45-55%).

Bã Dong riềng có tính chua do đó cần trộn thêm vôi bột để bã dong đạt

mức pH trung tính. Vôi bột được ủ trộn với bã dong trước 2 ngày để cho vôi

ngấm vào trong bã Dong riềng và không ảnh hưởng tới các chủng vi sinh vật

trong quá trình ủ. Lượng vôi bột cho vào trong bã Dong riềng với lượng là

0,7kg/45kg bã Dong riềng.

Bước 2: Phối trộn nguyên liệu

Sau 2 ngày kể từ khi ủ trộn bã Dong riềng với vôi thì tiến hành ủ bã Dong

riềng với các nguyên liệu khác làm phân hữu cơ sinh học. Chế phẩm sinh học,

rỉ mật và đạm được hòa tan vào nước sau đó cho vào bình ozoa. Trải bã dong

thành từng lớp 15-10 cm sau đó rắc lân, kali và tưới đều dung dịch chế phẩm

(trichoderma) + rỉ mật, đạm lên và đảo trộn đều.

Bước 3: Ủ nguyên liệu

Lót bạt nilon ở dưới đất sau đó đổ từng lớp bã Dong riềng sau khi phối

trộn nguyên liệu lên trên. Đánh đống cao khoảng 1-1,5m sau đó trùm kín bạt

41

lên trên, tránh để nước mưa ngấm vào. Chèn chặt chân đống ủ và chú ý không

dẫm lên đống ủ.

Sau khi ủ 15 ngày thì tiến hành đảo trộn đống ủ cho bã Dong riềng được

phân hủy đều. Qúa trình đảo trộn nhằm cấp thêm khí cho đống ủ, tránh cho

nguyên liệu bị nén chặt và khó phân hủy. Theo dõi nhiệt độ trong đống ủ, nếu

nhiệt độ trong đống ủ giảm xuống bằng mức nhiệt độ môi trường chứng tỏ sản

phẩm phân hữu cơ sau ủ đã “chín” có thể sử dụng được.

Bước 4: Thời gian ủ phân

Quá trình ủ phân hữu cơ diễn ra trong khoảng 30-40 ngày.

Bã Dong riềng

Điều chỉnh pH và độ ẩm

Chế phẩm Phối trộn Nguồn dinh dưỡng

Ủ nguyên

liệu Đảo trộn

Sử dụng

Hình 4.10. Các bước xử lý bã thải Dong riềng thành phân bón hữu cơ

4.2.2. Diễn biến nhiệt độ của đống ủ theo thời gian

Nhiệt độ là yếu tố có ảnh hưởng rất lớn tới sự sinh trưởng và phát triển

của vi sinh vật trong đống ủ. Trong quá trình ủ, đề tài tiến hành khảo sát diễn

biến nhiệt độ của đống ủ theo thời gian, 3 ngày đo 1 lần. Nhiệt độ đống ủ trong

quá trình nghiên cứu được thống kê cụ thể như sau:

Bảng 4.3. Nhiệt độ đống ủ bã thải Dong riềng tại Xuân Vân(oC)

Ngày đo 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 Nhiệt độ

42

Ngoài trời 39 32 32 30 33 35 32 34 34 34 38 36 37

Đống ủ 40 49 54 54 50 41 51 50 49 48 42 39 36

oC

Ngày đo

Hình 4.11. Đồ thị diễn biến nhiệt độ trong đống ủ phân hữu cơ từ bã

Dong riềng

Hình 4.11 cho thấy nhiệt độ của đống ủ thay đổi theo các giai đoạn của

quá trình phân giải các chất hữu cơ và có ảnh hưởng lớn tới sự sinh trưởng và

phát triển của vi sinh vật trong đống ủ. Hoạt động của các vi sinh vật dựa trên

sự chuyển hóa của các hợp chất hữu cơ. Tại đống ủ có bổ sung các chủng vi

sinh vật, nhiệt độ tăng mạnh trong những ngày đầu, điều này cho thấy quá trình

phân hủy các hợp chất hữu cơ ở đống ủ này diễn ra mạnh hơn nhờ có sự bổ

sung các chủng vi sinh vật.

Kết quả nghiên cứu sử dụng các chủng vi sinh vật trong xử lý phế phẩm

nông nghiệp cho thấy, chúng có tác dụng chuyển hóa mạnh các nguyên liệu

giàu hợp chất cacbon hữu cơ. Chỉ sau thời gian ủ 4 ngày, nhiệt độ đống ủ có

chế phẩm vi sinh vật đã tăng lên 49oC, sau khoảng thời gian từ ngày thứ 4 đến

ngày thứ 13 nhiệt độ vẫn khá cao, luôn đạt trên 48oC và đạt mức cực đại là

54oC trong ngày thứ 7 và 10. Sau 16 ngày, nhiệt độ trong đống ủ hạ dần xuống

và nhiệt độ đống ủ có chế phẩm vi sinh vật đạt cực tiểu là 41oC ở ngày thứ 16.

43

Tiến hành đảo trộn lại, nhiệt độ trong đống ủ tiếp tục tăng và nhiệt độ đống ủ

đạt cực đại là 51oC ở ngày thứ 19. Sau khi đảo trộn 17 ngày, nhiệt độ trong

đống ủ giảm dần và tiệm cận mức nhiệt độ môi trường. Quá trình tăng nhiệt độ

trong đống ủ có tác dụng kích thích hoạt động của vi sinh vật ưa nhiệt và đồng

thời tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh. Khi quá trình phân giải các hợp chất hữu

cơ kết thúc thì nhiệt độ đống ủ cũng giảm xuống và bằng nhiệt độ môi trường.

4.2.3. Thành phần lý, hóa học của sản phẩm sau khi ủ

Các chủng vi sinh vật trong chế phẩm sinh học sử dụng trong thí nghiệm

có khả năng phân hủy tốt các hợp chất hữu cơ có trong bã dong. Thông qua quá

trình chuyển hóa đó, phế thải ban đầu có cấu trúc phức tạp được chuyển về

dạng có cấu trúc đơn giản hơn. Sự chuyển hóa này được thể hiện qua sự thay

đổi về thành phần lý, hóa học của cơ chất trong quá trình ủ. Sự thay đổi các

thành phần lý, hóa học trong các mẫu phân bón hữu cơ sau ủ được thể hiện ở

bảng sau:

Bảng 4.4. Tính chất lý hóa học của sản phẩm sau ủ so với ban đầu

TT36

Trước Ủ với /2010/B STT Chỉ tiêu phân tích Đơn vị TN chế phẩm NN&PT

NT

1 Ẩm độ 76,80 28,00 25 %

2 6,80 6,86 5-7 - pHH2O

3 N 1,28 1,84 2,5 %

4 0,57 0,61 2,5 % P2O5

1,23 1,35 1,5 % 5 K2O

22 % 6 Hữu cơ tổng số (OC) 53,31 22,97

Kết quả ở bảng 4.4 cho thấy, thành phần lý, hóa học của sản phẩm sau ủ

với chế phẩm so với nguyên liệu ban đầu có sự khác nhau rõ rệt. Các chỉ tiêu

lý, hóa học trong mẫu phân ủ có chế phẩm sinh học vi sinh vật như ẩm độ, độ

44

pH, hữu cơ tổng số đều đạt theo tiêu chuẩn của thông tư về phân bón hữu cơ,

đặc biệt là chỉ tiêu về hàm lượng hữu cơ tổng số. Điều này chứng tỏ ủ có chế

phẩm vi sinh vật đạt hiệu quả tốt hơn rất nhiều so với quá trình ủ bình thường

và vi sinh vật có vai trò rất quan trọng trong việc phân hủy các chất hữu cơ.

4.2.4. Đặc điểm cảm quan của sản phẩm phân hữu cơ sau khi ủ

Lượng bã Dong riềng đem ủ để thực nghiệm bón cho rau su su là 120kg, sản

phẩm phân hữu cơ sinh học thu được sau quá trình ủ là 48 kg, thời gian ủ 40 ngày.

Sau 40 ngày ủ, màu sắc, độ ẩm, độ tơi xốp của sản phẩm phân hữu cơ có

sự khác biệt rất nhiều so với lúc ban đầu. Do sự chuyển hóa của các hợp chất

hữu cơ nhờ hoạt động của vi sinh vật và các phản ứng hóa, lý xảy ra trong quá

trình ủ mà bã dong đã có sự thay đổi về trạng thái vật lý. Tính chất vật lý của

sản phẩm sau khi ủ có chế phẩm, sản phẩm sau ủ không có chế phẩm được thể

hiện qua bảng dưới đây:

Bảng 4.5. Tính chất cảm quan của sản phẩm sau ủ có chế phẩm

và đối chứng

Ủ có sử dụng chế phẩm Chỉ tiêu đánh giá Ủ đối chứng VSV

Độ xốp Vón cục, không tơi xốp Tơi xốp

Màu sắc Nâu xẫm Đen

Mùi Mùi hôi Không có mùi

Đặc điểm cảm quan của sản phẩm sau ủ có chế phẩm vi sinh vật đã bị

chuyển hóa hết màu, dễ bị mủn và khử hoàn toàn được mùi hôi khó chịu của

phế thải. Cũng với phế thải chứa hợp chất hữu cơ giàu chất cacbon nhưng sản

phẩm ủ đối chứng (ủ không có chế phẩm vi sinh vật) thì quá trình phân hủy

không hoàn toàn, sản phẩm vẫn có mùi hôi và không được tơi xốp (hình 4.11)..

45

Hình 4.12. Hình thái đặc điểm sản phẩm phân hữu cơ trước và sau ủ

(Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu)

Sản phẩm phân hữu cơ sau khi ủ từ bã dong và nguyên liệu có trạng thái

tơi xốp, màu đen mủn, một số chỗ bị vón cục do bị nén do đó cần được đánh

tơi, sản phẩm được bón ngay cho đất canh tác hoặc có thể bảo quản bằng cách

đóng bao và để nơi khô thoáng.

4.3. Ứng dụng phân bón hữu cơ sinh học sản xuất từ bã Dong riềng bón

cho cây rau Su su tại xã Xuân Vân, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang

4.3.1. Đặc tính hóa học đất trồng Su su tại xã Xuân Vân, huyện Yên Sơn,

tỉnh Tuyên Quang

Qua quan sát hình thái bề mặt cho thấy, đất tại khu ruộng thí nghiệm

đang bị rửa trôi tầng mặt và trở nên cằn cỗi, bạc màu.

Bảng 4.6. Đặc tính hóa học của đất trồng su su tại xã Xuân Vân

Chỉ tiêu pHKCl N P2O5 K2O OC CEC Đơn vị tính - % % % % mgđl/100g đất Giá trị 5,68 0,27 0,36 0,22 3,03 12,73

Từ kết quả phân tích đánh giá đặc điểm hóa tính của đất trước thí nghiệm

được trình bày ở bảng 4. 6 cho thấy: đất hiện trồng Su su của vùng nghiên cứu

là đất hơi chua (pHKCl = 5,68), hàm lượng chất hữu cơ tổng số ở mức khá, hàm

lượng đạm tổng số đạt 0,27% và hàm lượng kali tổng số đạt 0,22%. Nếu so với

tiêu chuẩn của FAO - UNESCO về đánh giá độ phì của đất [9, 13 thì đất trồng

46

su su của vùng nghiên cứu thuộc loại trung bình về đạm tổng số và chất hữu cơ,

kali tổng số đạt mức độ từ nghèo đến trung bình. Tuy nhiên, hàm lượng lân

tổng số đạt ở mức trung bình khá (P2O5: 0,36%).

Như vậy, qua phân tích và đánh giá đặc điểm hóa tính đã cho thấy: pHKCl

và hàm lượng dinh dưỡng khoáng đa lượng ở mức trung bình của đất canh tác

là tồn tại làm hạn chế năng suất. Nguyên nhân, có thể là do phương thức canh

tác không bón phân hữu cơ, mặt khác đây là vùng đồi núi do đó xói mòn, rửa

trôi đã ảnh hưởng đến quá trình canh tác.

4.3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của phân hữu cơ sinh học sản xuất từ bã thải

Dong riềng đến sinh trưởng phát triển và năng suất rau Su su

4.3.2.1. Ảnh hưởng của phân hữu cơ sinh học sản xuất từ bã thải Dong riềng

đến sinh trưởng, phát triển của rau Su su

Rau Su su (Sechium edule Sw.), thuộc họ bầu bí (Cucurbitaceae), là loài

rau dây leo thích nghi với vùng khí hậu mát ở cao nguyên, vùng núi. Ở miền

Bắc nước ta, Su su được trồng nhiều ở Tam Đảo (Vĩnh Phúc), Sơn La, Lai

Châu và nhiểu tỉnh khác trong cả nước. Nhiệt độ thích hợp cho cây Su su sinh

trưởng, phát triển từ 8 - 13oC, thời gian trồng tốt nhất trong năm là tháng 9,

tháng 10. Su su được trồng ở nơi cao ráo, đủ ẩm. Trước khi trồng Su su phải

rắc vôi bột, làm luống rộng 1,5 - 2m, đào hố sâu 40cm, có đường kính 50cm,

khoảng cách giữa các hố là 50cm. Trước khi trồng 1 tuần cần bón lót phân hữu

cơ sinh học, mùn rác cho Su su.

Thời gian sinh trưởng của cây Su su kéo dài 7 - 8 tháng, sau 40- 45 ngày

Su su bắt đầu cho thu hoạch bói, ngọn Su su sinh trưởng rất nhanh nếu cung

cấp đầy đủ nước và phân bón, thu hoạch ngọn 13 lần/tháng.

Kết quả theo dõi ảnh hưởng của phân hữu cơ sinh học sản xuất từ bã thải

Dong riềng đến khả năng sinh trưởng, phát triển của rau Su su qua 2 giai đoạn

sinh trưởng (50 ngày và 55 ngày sau khi trồng) được thể hiện ở bảng 4.7.

Bảng 4.7. Ảnh hưởng của phân hữu cơ sinh học sản xuất từ bã thải Dong

riềng đến sinh trưởng, phát triển của rau Su su

Giai đoạn 50 ngày

Giai đoạn 55 ngày

Công thức

TT

thí

Số ngọn/cây

Chiều dài

Số ngọn/cây

Chiều dài

47

nghiệm

(mean ± Se)

ngọn (cm)

(mean ± Se)

ngọn (cm)

(mean ± Se)

(mean ± Se)

1

CT1

3,44 ± 0,68

18,89 ± 1,78

3,11 ± 0,40

17,89 ± 1,13

2

CT2

8,89 ± 0,22

60,22 ± 3,18

6,89 ± 0,22

48,11 ± 1,47

3

CT3

7,11 ± 0,78

55,44 ± 1,63

5,11 ± 0,78

34,56 ± 2,19

4

CT4

5,11 ± 0,62

47,89 ± 6,41

4,78 ± 0,29

26,56 ± 0,48

Kết quả nghiên cứu cho thấy, phân hữu cơ sinh học có ảnh hưởng rõ rệt

đến sinh trưởng, phát triển của rau Su su. Các công thức thí nghiệm có sử dụng

phân hữu cơ từ bã Dong riềng đều có số ngọn/cây và chiều dài ngọn lớn hơn so

với công thức đối chứng (bón phân chuồng). Công thức 2 cho kết quả về sinh

trưởng, phát triển cao hơn so với các công thức còn lại. Điều này cho thấy, tỷ lệ

bón phân hữu cơ ở công thức này là phù hợp nhất cho cây su su. Mặt khác, các

chỉ số đo được về số ngọn/cây và chiều dài ngọn ở các công thức thí nghiệm

giai đoạn 50 ngày là trội hơn so với giai đoạn 55 ngày. Kết quả này cũng phù

hợp với đặc điểm sinh vật học của rau Su su trong các lứa cắt.

4.3.2.1. Ảnh hưởng của phân hữu cơ sinh học sản xuất từ bã thải Dong riềng

đến năng suất của cây rau Su su

Từ kết quả nghiên cứu về sinh trưởng, phát triển của cây rau Su su, đề tài đã

tiến hành đánh giá ảnh hưởng của phân hữu cơ sinh học sản xuất từ bã thải

Dong riềng đến năng suất của cây Su su, kết quả thu được trình bày ở bảng 4.8.

Bảng 4.8. Ảnh hưởng của phân hữu cơ sinh học sản xuất từ bã thải Dong

riềng đến năng suất của cây Su su

Năng suất thực thu (tạ/ha)

TT

Công thức thí nghiệm

50 ngày 55 ngày

1 CT1 23,78d ± 0,89 17,11d ± 0,89

2 CT2 57,11a ± 0,89 51,78a ± 1,94

3 CT3 44,22b ± 2,22 38,44b ± 3,11

4 CT4 39,33c ± 2,78 34,00c ± 4,07

48

Kết quả ở bảng 4.8 cho thấy, năng suất thực thu của rau Su su ở các công

thức thí nghiệm cũng biến động theo quy luật như đối với các chỉ tiêu sinh trưởng,

phát triển của cây. Trong đó, công thức 2 đạt năng suất cao nhất ở cả hai giai đoạn

theo dõi, tương ứng là 57,11 tạ/ha và 51,78 tạ/ha. Các công thức thí nghiệm CT3

và CT4 đều có năng suất rau cao hơn so với công thức đối chứng.

Như vậy, việc sử dụng phân bón hữu cơ từ bã thải Dong riềng bón cho cây

rau Su su là hoàn toàn có hiệu quả để tăng khả năng sinh trưởng, phát triển

cũng như năng suất của cây. Trong đó, hiệu quả tốt nhất thể hiện ở công thức 2

(5kg phân hữu sinh học từ bã Dong riềng + 0,15kg NPK)/ ô thí nghiệm.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. Kết luận

1. Nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường trong quá trình sản xuất, chế biến

tinh bột Dong riềng tại xã Xuân Vân, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang là do

bã thải và nước thải.

Mẫu nước đầu nguồn thải vượt quá tiêu chuẩn cho phép ở mức cao nhất, ở

vị trí xa nơi đầu nguồn có giảm hơn song vẫn vượt quá nhiều lần so với tiêu

chuẩn. Bã thải rắn được thải bỏ trực tiếp ra môi trường mà không qua xử lý.

Thành phần lý, hóa học của mẫu bã thải được lấy ở hai vị trí đầu nguồn và

cuối nguồn có sự khác biệt. Nhìn chung, các chỉ tiêu có xu hướng tăng lên, hữu

cơ tổng số có phần giảm đi. Tuy nhiên trong quá trình phân hủy, bã thải gây ra

mùi hôi khó chịu.

2. Đề tài đã xây dựng được quy trình xử lý bã Dong riềng để sản xuất

phân bón hữu cơ.

Sản phẩm phân bón hữu cơ sau khi ủ có ẩm độ, độ pH, hữu cơ tổng số đều

đạt theo tiêu chuẩn của thông tư về phân bón hữu cơ, đặc biệt là chỉ tiêu về hàm

lượng hữu cơ tổng số. Đặc điểm cảm quan của sản phẩm sau ủ có chế phẩm vi

sinh vật đã bị chuyển hóa hết màu, dễ bị mủn và khử hoàn toàn được mùi hôi

khó chịu của phế thải.

49

3. Kết quả ứng dụng phân bón hữu cơ từ bã thải Dong riềng bón cho cây

su su là hoàn toàn có hiệu quả để tăng khả năng sinh trưởng, phát triển cũng

như năng suất của cây.

2. Đề nghị

- Chính quyền địa phương nên thành lập các nhóm gia đình, hợp tác xã

chuyên thu gom xử lý bã thải Dong riềng để đạt hiệu quả cao trong xử lý. Sản

phẩm có thể được bán lại cho các hộ dân trồng Dong riềng, Bưởi, Cam, Lúa...

- Các hộ dân có thể tập trung nước thải theo một đường dẫn tại một điểm

như hồ chứa ở cuối nguồn. Tại đây nước thải được xử lý tập trung bằng hệ

thống xử lý, như vậy quá trình xử lý đạt hiệu quả cao hơn.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tài liệu tiếng Việt:

1. Kiều Hữu Ảnh (1999), Vi sinh vật học công nghiệp, Nhà xuất bản Khoa học

kỹ thuật.

2. Lý Ban, 1963. Cây khoai riềng, NXB nông thôn

3. Bộ Nông Nghiệp và phát triển nông thôn - Cục chế biến nông lâm sản và ngành

nghề nông thôn (2001), Chế biến bột sắn, dong riềng, NXB Nông nghiệp.

4. Bộ tài nguyên và môi trường, Mường Phăng, tạm ngừng sản xuất bột

Dong riềng.

5. Chi cục Trồng trọt và Bảo vệ thực vật Tuyên Quang, Viện Môi trường nông

nghiệp (2017), Báo cáo dự án Mô hình xử lý nước thải cho cơ sở chế biến

tinh bột Dong riềng tại hợp tác xã Thắng Lợi, xã Lực Hành, huyện Yên Sơn,

tỉnh Tuyên Quang

6. Nguyễn Thị Chính, Trương Thị Hòa (1984), Vi sinh vật y học. Nhà xuất bản

Đại học Quốc gia Hà Nội.

7. Cục bảo vệ môi trường (2004), Báo cáo diễn biến môi trường Việt Nam –

Chất thải rắn

8. Nguyễn Lân Dũng (1992), Tìm hiểu về công nghệ sinh học, NXB Giáo dục. 50

9. Đánh giá đất đai theo chỉ dẫn FAO tại Việt Nam

10. Nguyễn Thanh Hiền (2003), Phân hữu cơ, phân vi sinh và phân ủ, Viện

nghiên cứu và phổ biến kiến thức – Nhà xuất bản nghệ An.

11. Hồ sơ khoa học năm 2018, UBND xã Xuân Vân

12. Nguyễn Ngọc Huệ, Đinh Thế Lộc ( 2005), Cây có củ và kỹ thuật thâm canh,

Q.8. Dong riềng và cây có củ khác, NXB lao động xã hội.

13. Kết quả nghiên cứu phân loại và đặc điểm chất lượng đất nông nghiệp tại

huyện Phú Xuyên Hà Nội theo phương pháp FAO- UNESCO

14. Nguyễn Như Ngọc ( 2017), Nghiên cứu áp dụng công nghệ vi sinh vật để xử

lý chất thải làng nghề sản xuất tinh bột Dong riềng. Luận án tiến sĩ Công

nghệ sinh học

15. Trần Hiếu Nhuệ và cộng sự (2001), “Giáo trình quản lý chất thải rắn”, NXB

Xây dựng.

16. Lê Văn Nhương (1999), Báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nước- Nghiên cứu

và áp dụng công nghệ sinh học trong sản xuất phân bón vi sinh, hữu cơ từ

nguồn phế thải hữu cơ rắn, đề tài KC 02-04.

17. Lê Văn Nhương, Nguyễn Lân Dũng (1992), Công nghệ sinh học cơ hội cho

tất cả, NXB Giáo dục.

18. Sở khoa học công nghệ tỉnh Bắc Kạn, Viện môi trường nông nghiệp VN

(2013), Dự án xây dựng mô hình xử lý chất thải từ quá trình chế biến tinh

bột Dong riềng làm thức ăn gia súc và phân bón hữu cơ tại tỉnh Bắc Kạn.

19. Lương Hữu Thành (2006), Nghiên cứu quy trình sản xuất chế phẩm vi sinh

vật xử lý nhanh nguồn phế thải chăn nuôi làm phân bón hữu sinh học. Luận

văn thạc sỹ khoa học - trường Đại học Bách khoa Hà Nội.

20. Nguyễn Xuân Thành và cộng sự (2004), Giáo trình vi sinh vật học nông

nghiệp, NXB Sư phạm.

21. Nguyễn Xuân Thành (2004), Giáo trình công nghệ vi sinh vật trong xử lý ô

nhiễm môi trường, NXB Nông nghiệp.

22. Chu Thị Thơm, Phạm Thị Lài, Nguyễn Văn Tó (2006), Tìm hiểu về chế

phẩm vi sinh vật dùng trong nông nghiệp, Nhà xuất bản lao động. Hà Nội.

51

23. Đào Châu Thu(2006), Sản xuất phân hữu cơ sinh học từ rác thải hữu cơ

sinh hoạt và phế thải nông nghiệp dùng làm phân bón cho rau sạch vùng

ngoại vi thành phố. Trường Đại học nông nghiệp I Hà Nội

24. Phạm Văn Toản, Trần Huy Lập, Nguyễn Kim Vũ, Bùi Huy Hiền (2004),

Công nghệ Sinh học phân bón, Chương trình kỹ thuật kinh tế Công nghệ

sinh học, Viện Khoa học kỹ thuật Việt Nam.

25. Phạm Văn Toản, Trương Hợp Tác (2004), Phân bón vi sinh vật trong nông

nghiệp. Nhà xuất bản Nông nghiệp.

26. Phạm Hồ Trương (1993), Chuyển hoá phế liệu ligno-Xenluloza nhờ nấm sợi

bằng phương pháp bán rắn, Luận văn phó tiến sĩ khoa học sinh học.

27. Lê Ngọc Tú, Bùi Đức Hợi, Lưu Duẩn, Ngô Hữu Hợp, Đặng Thị Thu và

Nguyễn Trọng Cẩn (1994), Hoá học Thực phẩm, NXB Khoa học và Kỹ

thuật Hà Nội

28. Phạm văn Ty, Nguyễn Lân Dũng, Nguyễn Đình Chiến (2003), Giáo trình vi

sinh vật học, NXB Giáo dục.

29. Trần Cẩm Vân (2000), Vi sinh học môi trường, NXB Đại học Quốc Gia

Hà Nội.

30. Vụ Khoa học Công nghệ và Chất lượng sản phẩm (2001), Tuyển tập tiêu

chuẩn Nông nghiệp Việt Nam- Tập 3, tr 61-62.

II. Tài liệu tiếng Anh:

31. Basaria V.S and Ghse T.K, Revew: Bio- digravdation of cellulose material,

Substrates, Micro- organism, enzymes and products.

32. Coughlan M.P, M.A. Folan (10.1979), Xenluloza and xenlulaza, Food for

thought, Food for Future Int J. Biochem, page103-168.

33. Craw ford.DL and R.L Craw ford, Microbial degradation of ligno –

cellulose, Envir. Microbiol. Vol.31, page 714-777

34. Effect of the Application of Town Refuse Compost on the Soil- Plant

System: A Review, Biological Waste 19, 1987, trang 35- 62.

52

35. FAO (1980), A manual of rural composting, FAO/UNDP Regional Project

RAS/75/004 Field Document No.15.Rome.

36. Gascoigne T.A, Gascoigne M.M (London 1960), Biologycal degredation of

celluloza material, page 7-21.

37. Hemann, M. (1996), Starch noodles from edible canna, In Janick J. Progress

in new crop. Am.Soc. Hort. Sci. Alexandrian, VAP, page 507- 508.

38. Hermann, M. et al (2007), Crop growth and starch productivity of edible

canna.

39. Isman M.B (1998), Neem and related natural products, in: Biopesticides-

use and delivery.

40. Jeris J.S and A.W.Regan (1973)

41. Jeris J.S and A.W.Regan (1973), The effect of pH, nutrient, storage and

paper content, Controllong environmental for oplimal composting, p16- 22.

42. Smith, R.C. (1995), Composting practices, NDSU Extension service. North

Dakota State University of Agricalture and Applied Science, and USDA

III. Tài liệu webside:

43. Sản xuất phân Compost để giảm áp lực ra môi trường,

http://tnmt.gov.vn/30.12.2008

44. Sản xuất phân Compost từ rác thải sinh hoạt,

http://3w.vista.gov.vn/psl/portal.2007

45. Sản xuất phân hữu cơ vi sinh từ phế thải nông nghiệp,

http://3w.l aodong.com.vn/home/2007

53

PHỤ LỤC

CÁC HÌNH ẢNH CỦA TÁC GIẢ CHỤP TRONG QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU TỪ THÁNG 8 NĂM 2018 ĐẾN THÁNG 4 NĂM 2019

Hình 1. Cây Dong riềng được trồng tại địa phương

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

(Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu)

Hình 2. Cơ sở chế biến tinh bột Dong riềng tại nhà Ông Khúc Văn Thìn-

Xuân Vân

(Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu)

Hình 3. Bã thải Dong riềng được thải trực tiếp ra ruộng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

(Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu)

Hình 4. Nước thải Dong riềng được thải trực tiếp ra suối thôn Đô Thượng

4 xã Xuân Vân

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

(Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu)

Hình 5. Bã thải Dong riềng lấp đầy các con suối tự nhiên

(Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu)

Hình 6. Nước thải của cơ sở sản xuất Dong riềng ra suối thôn Soi Đen

xã Xuân Vân

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

(Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu)

Hình 7. Phơi bã Dong riềng cho giảm bớt nước và đạt độ pH tối ưu

(Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Hình 8.Đảo trộn bã Dong riềng với chế phẩm sinh học

(Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu)

Hình 9. Chế phẩm sinh học sử dụng ủ phân từ bã Dong riềng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

(Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu)

Hình 10. Đảo trộn sau khi ủ với chế phẩm 15 ngày

(Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu)

Hình 11. Bã Dong riềng sau ủ với chế phẩm 40 ngày

(Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

Hình 12. Phân hữu cơ sinh học từ bã Dong riềng sau 90 ngày

(Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu)

Hình 13. Tập huấn ủ phân hữu cơ sinh học từ bã thải Dong riềng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

(Nguồn: Sở Khoa học và công nghệ Tuyên Quang, năm 2017)

Hình 14. Phương pháp ủ phân hữu cơ sinh học từ bã Dong riềng trong bể

ủ có mái che

(Nguồn: Sở Khoa học và công nghệ Tuyên Quang, năm 2017)

Hình 14. Trồng rau Su su bằng quả

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

(Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu)

Hình 15. Rau Su su được bón phân hữu cơ sinh học

(Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu)

Hình 16. Đo các chỉ tiêu sinh trưởng rau Su su

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

(Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu)

Hình 17. Sản phẩm ngọn Su su bón phân hữu cơ sinh học từ bã thải Dong

riềng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

(Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu)

Hình 18. Bón phân hữu cơ sinh học từ bã Dong riềng cho rau tại vườn rau

gia đình

(Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu)

Hình 19. 1 số hộ dân ở địa phương tự ủ bã Dong riềng bón cho cây Ngô

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

(Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu)

Hình 20.Sử dụng bã Dong riềng ủ hoai + phân chuồng làm bầu cho cây

trồng thay đất

(Nguồn: tác giả Tạ Phương Thu)

Phiếu điều tra thực trạng sản xuất, chế biến tinh bột Dong riềng tại

xã Xuân Vân, huyện Yên Sơn, tỉnh Tuyên Quang

1. Họ và tên:

2. Năm sinh: 3. Giới tính:

4. Nghề nghiệp:

5. Địa chỉ:

TT Thực trạng sản xuất Ý kiến người dân Ghi chú

Thời vụ sản xuất, chế biến tinh 1 bột Dong riềng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

2 Phương thức sản xuất

Thời điểm ô nhiễm môi trường 3 nhất trong năm

4 Ô nhiễm nguồn nước

Hình thức xả thải nước từ các cơ 5 sở chế biến

Ảnh hưởng đến sức khỏe con

6 người và ảnh hưởng đến động

vật, thực vật

Ảnh hưởng bã thải đến môi 7 trường và cây trồng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

8 Nhận thức của người dân