Đề tài Kỹ thuật sinh học môi trường

I. ĐẶT VẤN ĐỀ Đi đôi với tiến bộ khoa học kỹ thuật với những lợi ích lớn lao mà nó mang lại cho cuộc sống con người là những mặt trái xã hội, kinh tế, môi trường mà chúng ta đang phải gánh chịu. Không chỉ riêng đối với mỗi Việt Nam chúng ta mà cả thế giới nhân loại hiện nay đang phải đối mặt. Nằm trong khung cảnh chung của thế giới, chất lượng môi trường Việt Nam hiện nay đang xuống cấp một cách nghiêm trọng. Có nhiều nơi đã bị phá hủy hoàn toàn gây mất cân bằng sinh thái, cạn kiệt nguồn tài nguyên làm ảnh hưởng đến nền kinh tế, chất lượng cuộc sống và sự phát triển bền vững của đất nước. Nhận thức được tính chất nghiêm trọng của vấn đề toàn cầu trước mắt, yêu cầu đặt ra là phải có những biện pháp thiết thực, cụ thể và phải tiến hành một cách đồng bộ để bảo vệ môi trường đảm bảo cho sự phát triển bền vững của nhân loại, hòa đồng cùng thiên nhiên, thống nhất trong hệ sinh thái của thế giới. Để giải quyết vấn đề môi trường có rất nhiều cách khác nhau, việc lựa chọn phương pháp tốt nhất còn phụ thuộc vào từng điều kiện khác nhau. Tuy nhiên hiện nay sử dụng vi sinh vật để xử lý chất thải vẫn đang là một hướng đi có triển vọng mang lại hiệu quả cao, đảm bảo vệ sinh môi trường và thân thiện với tự nhiên. Trong quá trình được đào tạo tại trường đh Lâm Nghiệp, cùng với chuyên ngành môi trường của mình, chúng em được đào tạo kiến thức về kỹ thuật sinh học thông qua môn học “ Kỹ thuật sinh học môi trường”. Đợt thực tập vừa qua dưới sự chỉ dẫn của cô giáo Kiều Thị Dương, …Hảo, thầy Tăng Sỹ Hiệp tại trường đh Lâm Nghiệp và lâm trường Lâm Sơn huyện Lương Sơn Hòa Bình đã giúp chúng em củng cố lại những kiến thức đã học trên lớp và học hỏi thêm được nhiều kinh nghiệm thực tế trong công tác hoạt động sản xuất lâm nghiệp, bảo vệ môi trường, đánh giá chất lượng sinh thái đồng thời có được những giải pháp nhằm hoàn thành mục đích nâng cao chất lượng cuộc sống, đảm bảo phát triển bền vững. Bài báo cáo này thống kê lại các số liệu và nội dung của đợt thực tập, vì còn có nhiều hạn chế như thời gian, kinh nghiệm và kiến thức cho nên vẫn còn một số thiếu sót không mong muốn xảy ra, kính mong thầy, cô giúp đỡ để em hoàn thiện báo cáo của mình. Em xin cảm ơn sự giúp đỡ tận tình, quan tâm chu đáo của các thầy, cô giáo trong đợt thực tập vừa qua đã giúp em hoàn thành tốt nội dung thực tập. II. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU 1. Mục đích Giúp sinh viên nắm vững những kỹ năng thực hiện công tác điều tra cơ bản phục vụ xây dựng các giải pháp sinh học cho bảo vệ môi trường đất và nước. Giúp sinh viên củng cố kiến thức đã học Giúp sinh viên tiếp cận về những hoạt động thực tiễn liên quan đến việc bảo vệ môi trường đất, nước tại khu vực nghiên cứu. 2. Yêu Cầu Sau khi kết thúc đợt thực tập yêu cầu sinh viên phải nắm được : Phương pháp điều tra cơ bản của một địa điểm cụ thể Đánh giá được mức độ xói mòn trong khu vực và hiệu quả chống xói mòn của các mô hình từ đó đề xuất mô hình trồng rừng phù hợp nhất. Quy trình xử lý chất thải rắn hữu cơ bằng phương pháp ủ yếm khí III. NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Nội Dung Điều tra điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội của khu vực Khảo sát các mô hình canh tác trên đất dốc, tính cường độ xói mòn đất, đánh giá hiệu quả của mô hình và đề xuất mô hình hợp lý cho địa phương. Ủ chất thải rắn hữu cơ bằng phương pháp yếm khí, đánh giá hiệu quả. 2. Phương Pháp Nghiên Cứu Phương pháp kế thừa tài liệu, phương pháp điều tra thực địa: lập OTC xác định các chỉ tiêu có liên quan và áp dụng đúng vào quy trình ủ phân ngoài hiện trường. Phương pháp đánh giá nông thôn ( RRA): phỏng vấn các hộ gia đình để thu thập các thông tin liên quan cơ bản về điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội. Phương pháp nghiên cứu có sự tham gia (PRA): làm việc với nhà quản lý IV. KẾT QUẢ 1. Điều tra điều kiện cơ bản a. Điều kiện tự nhiên Tài nguyên đất đai Tài nguyên rừng Tài nguyên thực vật ( các mô hình canh tác) Hiệu quả kinh tế ( dựa vào thu nhập và chi phí / đơn vị diện tích canh tác ) Hiệu quả xã hội : giải quyết công ăn việc làm, ổn định xã hội Hiệu quả môi trường: đánh giá dựa vào tác dụng bảo vệ đất, chống xói mòn thông qua phương trình của thầy Vương Văn Quỳnh  (1) Trong đó: d: cường độ xói mòn : độ dốc mặt đất H: chiều cao tầng cây cao Cp: tỉ lệ che phủ mặt đất Tc: độ tàn che tầng cây cao Tm : tỉ lệ che phủ của lớp thảm mục trên mặt đất K : chỉ số xói mòn của mưa X : độ xốp lớp đất mặt  (2) Ri : lượng mưa của tháng thứ i trong năm Lâm trường Lâm Sơn có 3 mô hình canh tác: Trồng xen cây nông nghiệp Rừng trồng thuần loài Rừng tái sinh tự nhiên Qua điều tra các mô hình canh tác tại lâm trường, nhóm 1 và 2 điều tra nghiên cứu 2 mô hình, lập 2 otc 01 và 02 OTC 01: rừng trồng xen canh cây nông nghiệp; thông + chè ( nông lâm kết hợp ) OTC 02 : rừng trồng thuần loài: rừng thông Ta sử dụng phương trình tính xói mòn ở trên để tính cường độ xói mòn đất ở mỗi mô hình canh tác Qua bảng số liệu điều tra Otc 01 ngày 07/04/2010 ta có : Tháng R (mm) k 1 32.8 7,76 2 27.9 6,36 3 46 11,55 4 110.3 30,60 5 252.1 74,24 6 307.8 91,70 7 337.3 101,00 8 350.5 105,17 9 433.3 131,46 10 247.5 72,80 11 87.0 23,62 12 23.1 4,98 661,25 Thay vào công thức (1) các giá trị ta có được: (tấn/ha/năm) Đổi ra mm/ha/năm mm/ha/năm Nhận xét: qua kết quả cường độ xói mòn ta nhận thấy tại khu vực nghiên cứu này độ xói mòn đất diễn ra thấp mặc dù địa hình ở đây khá dốc và lượng mưa trong các tháng từ tháng 4 đến tháng 9 tăng lên rất nhanh. Như vậy mô hình canh tác này có tác dụng bảo vệ đất tốt Nguyên nhân: tuổi cây đã trưởng thành có độ che phủ tương đối , đường kính thân cây lớn và gần như bằng nhau, độ xốp lớp đất mặt nhỏ, cây chè trồng ở phía dưới theo đường đồng mức có tác dụng ngăn cản xói mòn bảo vệ đất. Otc 02: Thay giá trị vào công thức ta tính được cường độ xói mòn  (tấn/ha/năm) Đổi ra mm/ha/năm mm/ha/năm Nhận xét: Như vậy ở mô hình này cường độ xói mòn lớn hơn so với mô hình trồng xen canh Thông và chè. Do không kết hợp trồng chè nên độ che phủ của thảm mục rất it, tạo điều kiện cho xói mòn diễn ra mạnh hơn. Và ở đây độ xốp của lớp đất mặt cũng cao hơn, khi có sự va đập của nước mưa kết cấu đất dễ bị phá hủy hơn. b. Điều kiện kinh tế c. Điều kiện xã hội 2.Đánh giá mô hình canh tác trên đất dốc Sau khi điều tra ngẫu nhiên 10 hộ gia đình bằng phương pháp phỏng vấn ta thu được kết quả sau: Hầu hết các hộ đều canh tác theo mô hình nông lâm kết hợp; 2 hộ canh tác thuần loài, 1 hộ trồng xen canh, diện tích mỗi hộ không đều nhau. Hộ cao nhất có 11ha đất canh tác hộ thấp nhất có 2ha. Loài cây được trồng chủ yếu là Thông, keo, chè, kết hợp nuôi ong, trâu, bò, cá, gà vịt…. Kinh tế: mô hình nông lâm kết hợp mang lại hiệu quả kinh tế ổn định giúp duy trì cuộc sống của người dân nơi đây, một số hộ có khả năng làm giàu từ chính mô hình canh tác này Xã hội: Lâm trường Lâm sơn đã góp phần giải quyết công ăn việc làm cho nhiều người trong khu vực, ổn định trật tự xã hội, đóng góp nhiều vào giữ gìn phát huy truyềb thống văn hóa Môi Trường: hệ thống cây trồng quanh năm có tác dụng phủ xanh đất trống đồi núi, là thành phần không thể thiếu trong hệ sinh thái rừng, cung cấp nguyên nhiên liệu cho hoạt động sản xuất công nông nghiệp, giữ vững tính chất bền vững của hệ sinh thái cạn… Nhận thấy tác dụng to lớn của mô hình canh tác và những tiềm năng ẩn chứa của khu vực em có một số đề xuất nhằm phát huy hơn nữa những thế mạnh của khu vực góp phần phát triển kinh tế , xã hội và môi trường: Về cảnh quan, khu vực có nhiều núi đá vôi, thiên nhiên phong phú, đa dạng, tạo ra một không gian đẹp đẽ, lại nằm bên cạnh quốc lộ 6 Hà Nội – Sơn La thuận tiện cho giao thông đi lại. vì vậy khu vực này thích hợp cho xây dựng khu nghỉ mát, du lịch sinh thái, bảo tồn tài nguyên thiên nhiên. Tuy nhiên cần phải quy hoạch lại hơn nữa mới có thể thực hiện được một cách nhanh chóng, tiết kiệm. Khu vực giáp với vườn quốc gia Ba vì ở phía bắc cho nên thành phần loài có nhiều loài nằm trong danh mục các loài cần được bảo vệ của sách đỏ Việt Nam. Đối với khu vực núi cao phía bắc nên cắt về vườn quốc gia Ba vì để thực hiện bảo tồn tài nguyên thiên nhiên. Khu vực gần đường quốc lộ 6, ngoài sử dụng canh tác nông lâm nghiệp, những phần đất còn lại sử dụng cho xây dựng khu nghĩ dưỡng và du lịch sinh thái, thu hút nguồn đầu tư trong và ngoài nước nâng cao chất lượng cuộc sống người dân địa phương. Thực hiện các chính sách bảo vệ môi trường và sinh thái. 3. Xử lý chất thải rắn hữu cơ bằng phương pháp ủ yếm khí Qua tìm hiểu và nghiên cứu về tiềm năng của chất thải rắn cho thấy ngày nay con người đã biết tận dụng các chất thải bỏ ra ngoài môi trường vào các hoạt động sản xuất rất có ích như: sx điện năng ( từ chất thải rắn đô thị), sử dụng để sản xuất thành phân bón hữu cơ….; các hoạt động này khonng những đem lại hiệu quả kinh tế cao mà còn góp phần làm sạch môi trường. Biện pháp xử lý chất thải rắn bằng phương pháp ủ yếm khí là một trong những giải pháp xử lý chất thải có nhiều ưu điểm nhất, mang lại lợi ích kinh tế cao và hiệu quả môi trường. a.) Chuẩn bị nguyên liệu và dụng cụ chuẩn bị nguyên liệu ủ: Nhóm 1: 20kg lá rừng + 1kg phân gà Nhóm 2: 10kg rơm rạ + 1kg bùn Nhóm 3: 20kg rác thải sinh hoạt + 1kg phân gà, lợn Nhóm 4: 10 bèo lục bình đã được phơi từ hôm trước +10kg mùn cưa +1kg bùn thải cống rãnh Mỗi nhóm 3 túi nilon dày che kín đống ủ Nhóm 3 và 4 ủ trên nền đất đã nện chặt trải nilon ở dưới, nhóm 1 và 2 ủ trên nền đất đã nện chặt không trải nilon. Chuẩn bị 2 xô nước, 4 bình phun chế phẩm vi sinh, kích thước nguyên liệu ủ <20cm. b.) Thiết kế bãi ủ Trên khu vực núi Luốt, chọn nơi tương đối bằng phẳng, độ dố khoảng 3o san bằng đất và nện chặt tránh nước rỉ rác thấm xuống đất. Làm 2 bãi ủ diện tích 80x100 hoặc 100x100, phía dưới có rãnh thoát nước rỉ rác c.) Quy trình ủ nguyên liệu cần được xử lý trước khi đem ủ đối với bèo lục bình cần phơi khô trước 1ngày , rơm rạ, lá cây rừng cần chặt nhỏ và phun nước cho đủ ẩm ( 2 l/40 kg) pha chế phẩm vi sinh với nước ở nồng độ 15g/2l nước rải nguyên liệu lên trên nền đất thành một lớp mỏng rồi phun chế phẩm vi sinh lên, tiếp đó lại cho nguyên liệu lên trên. Làm như thế cho đến khi hết nguyên liệu che đống ủ bằng túi nilon đảm bảo không để không khí bên ngoài lọt vào, dùng đất đắp kín xung quanh và chèn bằng đá để túi nilon không bị bung ra d.) kết quả sau một tháng kiểm tra lại toàn bộ các đống ủ của các nhóm ta có kết quả như sau: Màu sắc Mùi Độ phân hủy Nước rỉ rác Nhóm 1 Nâu đen Hôi, thối Phân hủy ít, lá cây chưa mục nát Không Nhóm 2 Nâu sẫm Hôi Chưa phân hủy hết, sợi rơm mục ra, có nấm Không Nhóm 3 Đen Hôi, thối Phân hủy nhiều, có sinh vật như bọ, ròi Nước màu đen, hôi, thối Nhóm 4 Đen Hôi Gần như hoàn toàn Nhiều, màu đen Trong số các đống nguyên liệu mang ủ của 4 nhóm thì nguyên liệu của nhóm 4 phân hủy nhanh nhất vì nguyên liệu là bèo lục bình tiếp đến là của nhóm 3 nguyên liệu là rác thải sinh hoạt và cuối cùng là nhóm 1, 2. Nguyên liệu của nhóm 1 và 2 là những nguyên liệu khô thành phần chính là xenlulozo, chưa được cắt nhỏ, bên cạnh đó điều kiện ủ yếm khí cũng chưa thật đạt tiêu chuẩn cho nên trong quá trình xử lý chúng phân hủy chậm hơn nguyên liệu của nhóm 3 và 4 là những nguyên liệu tươi thành phần chính là xenlulozo, có thêm protein và lipit, có độ ẩm, độ xốp cao ngoài ra còn được bổ sung thêm một lượng vi sinh vật có sẵn trong phân chuồng. vì thế nên trong các đống ủ này có xuất hiện các sinh vật nhỏ, chúng sinh sống trong đống ủ để kiếm thức ăn là thành phân nguyên liệu mang đi ủ, nước rỉ rác của 2 đống ủ này có nhiều và có mùi hôi thối khó chịu. Ở đống nguyên liệu ủ của nhóm 2, rơm rạ mục là môi trường tốt cho các loại nấm phát triển đặc biệt là loài nấm nhỏ màu trắng, trong thời gian ủ trên điều kiện thời tiết mưa nhiều tạo ra môi trường ẩm ướt thích hợp với điều kiện sống của loài nấm này, do nguyên liệu mang ủ khô nên không có nước rỉ rác giống như ở nhóm 3 và4. Thông qua kết quả thực hành ủ phân hữu cơ từ rác thải rắn bằng phương pháp yếm khí ta đã tìm hiểu được nguyên nhân từ đó có những giải pháp cụ thể để nâng cao chất lượng, hiệu quả xử lý đồng thời tiết kiệm chi phí, sức lao động, của cải vật chất … e.) Giải Pháp Về quy mô: tổ chức sản xuất trên quy mô lớn, có hệ thống dây chuyền hiện đại đảm bảo tiết kiệm diện tích đất, không gây ảnh hưởng lớn tới môi trường ( xây dựng khu chế xuất để xử lý rác thải rắn cho khu dân cư thay vì cho mỗi hộ gia đình ) Về nguyên liệu: kết hợp xử lý nhiều loại nguyên liệu cùng một lúc, lợi dụng khả năng phân hủy khác nhau của từng loại để tính toán quy trình đưa nguyên liệu nào vào trước, nguyên liệu nào vào sau để rút ngắn được thời gian xử lý Về sử dụng : tận dụng triệt để sản phẩm vào các mục đích khác nhau nhằm hạn chế sự phân tán sản phẩm ra môi trường lại trở thành những chất gây ô nhiễm. V. KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 1. Kết Luận Với những kiến thức đã được học tập trên lớp, chương trình thực tập tại lâm trường Lâm Sơn huyện Lương Sơn Hòa Bình đã cung cấp cho chúng em nhiều kiến thức bổ ích và nhiều kinh nghiệm trong sản xuất nông lâm nghiệp và bảo vệ môi trường. 2. Kiến Nghị