001 594 IMG PigsinDenmark scaled 1

CÁC CHỦNG VI SINH KHỬ MÙI HÔI PHÂN GIA SÚC, GIA CẦM

Môi trường sống và sức khỏe con người đang bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi mùi hôi sinh ra từ quá trình lên men phân gia súc, gia cầm. Để giảm ô nhiễm mùi do phân gia súc và gia cầm gây ra, các chủng hiệu quả đã được sàng lọc và hai phương pháp đã được thử nghiệm trong nghiên cứu này. Thiết kế thử nghiệm trực giao được sử dụng để phân tích khí do phân lợn tạo ra trong các điều kiện khác nhau về nhiệt độ, thời gian, lượng pha tạp rơm lúa mì và lượng pha tạp canxi cacbonat. Sau đó, theo amoniac, hydro sunfua và tác dụng loại bỏ mùi toàn diện, hiệu quả cao của các chủng khử mùi đã được sàng lọc.

Kết quả cho thấy phân heo ít mùi nhất khi ở nhiệt độ 20°C, bổ sung 0% canxi cacbonat, 20% rơm lúa mì và chờ trong 48 giờ. Ba chủng đã được sàng lọc để ức chế sự tạo mùi của phân lợn: Paracoccus denitrificans, Bacillus licheniformis và Saccharomyces cerevisiae, cho thấy tỷ lệ loại bỏ amoniac và khí hydro sunfua cao nhất của chúng có thể đạt 96,58% và 99,74% trong số đó; trong khi đối với 3 dòng phân lợn đối chứng cuối cùng là Pichia kudriavzevii, P. denitrificans và Bacillus subtilis có tỷ lệ loại bỏ khí amoniac và khí hydro sunfua cao nhất đạt 85,91% và 90,80%.

Nghiên cứu này cung cấp nguồn vi khuẩn có chức năng khử mùi hiệu quả cao để khử nguồn và xử lý dứt điểm khí mùi của phân lợn, có giá trị ứng dụng cao trong kiểm soát ô nhiễm mùi.

Giới thiệu

Với việc tiêu thụ thịt, trứng và sữa ngày càng tăng, ngành chăn nuôi gia cầm và gia súc đã phát triển nhanh chóng [1]. Kéo theo đó là lượng phân gia súc thải ra lớn, tạo ra một lượng lớn khí có mùi khó chịu do quá trình tích tụ phân gia súc, gia cầm; lượng tích tụ này không được xử lý kịp thời gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng [2]. Tiếp xúc lâu dài với khí như vậy có thể gây ra các vấn đề sức khỏe khác nhau như đau đầu, buồn nôn, co giật và các phản ứng bất lợi khác cho sức khỏe, ảnh hưởng nghiêm trọng đến cuộc sống của cư dân [3,4]. Vì vậy, việc giải quyết vấn đề ô nhiễm mùi do phân gia súc, gia cầm gây ra là điều cấp thiết.

Việc sinh ra khí có mùi hôi thối là kết quả của quá trình phân hủy carbohydrate, protein và các thành phần khác trong phân gia súc, gia cầm bởi vi sinh vật [5,6]. Nhiều học giả đã thực hiện nghiên cứu về sự phân bố và khuếch tán của khí hư. Ví dụ, Maïzi et al. đã sử dụng các mô hình động lực học chất lỏng tính toán (CFD) để dự đoán nồng độ của các khí có mùi [7]; Kim et al. [8] phát hiện ra rằng sự khuếch tán khí có mùi trong các trang trại lợn có liên quan đến các yếu tố như tốc độ gió và sự ổn định của khí quyển. Ảnh hưởng không gian của mùi đã được giải thích rõ ràng trong các nghiên cứu trước đây, tuy nhiên, chỉ có một số nghiên cứu về quá trình sản xuất và giải phóng mùi trong phân gia súc, gia cầm trong điều kiện tổng hợp của các yếu tố bên ngoài khác nhau. Vì vậy, cần tiến hành các công việc trong lĩnh vực này, nhằm làm cơ sở cho việc lựa chọn tác nhân vi sinh vật và thời điểm sử dụng phù hợp.

Hướng tới môi trường sạch trong các trang trại gà gia công - Xây dựng nông thôn mới - Cổng thông tin điện tử tỉnh Thái Nguyên

Quản lý khí độc trong phân gia súc, gia cầm dựa trên các biện pháp thâm canh công nghệ khác nhau. Các phương pháp loại bỏ được chia thành ba phương pháp chính như: phương pháp vật lý, hóa học và sinh học [9]. Các phương pháp lọc sinh học và lọc sinh học, v.v. là những công nghệ khử mùi vi sinh vật được sử dụng rộng rãi nhất [10]. Tuy nhiên, hiệu quả loại bỏ của phương pháp lọc sinh học bị ảnh hưởng bởi dung môi hòa tan trong nước và chi phí vận hành cao, trong khi điều kiện phản ứng của lọc sinh học khó kiểm soát [11,12]. So với phương pháp lọc sinh học, phương pháp lọc sinh học và các công nghệ xử lý mùi hôi khác, việc sử dụng các tác nhân vi sinh để xử lý nguồn có ưu điểm là chi phí thấp, vận hành đơn giản và không cần thiết bị đặc biệt; tác nhân vi sinh vật có chức năng hấp phụ và chuyển hóa hiệu quả các chất có mùi [13,14].

Người ta thấy rằng methionine (C5H11O2NS) được bổ sung vào thức ăn gia cầm với tác dụng phòng bệnh có thể dẫn đến một lượng lớn N và S được gia cầm bài tiết, vì vậy amoniac và các hợp chất chứa lưu huỳnh là thành phần chính của khí độc từ phân gia súc và gia cầm [15,16,17]. Ba chủng tối ưu hóa với khả năng khử mùi tương đối cao hơn đã được phân lập từ nước rỉ bãi rác bởi Zeng et al. được xác định lần lượt là Bacillus megaterium, Lactobacillus acidophilus và Alcaligenes faecalis; khi tỷ lệ cấy hỗn hợp là 1:1,5:0,5, tỷ lệ loại bỏ amoniac và hydro sunfua lần lượt là 83,56% và 70,25% [18]. Chủng Lactobacillus plantarum đã được sàng lọc và phân lập bởi Kim et al. từ các mẫu bùn chuồng lợn và hiệu quả loại bỏ amoniac đạt tối đa 98,5% sau 50 giờ ủ [19].

Hợp chất khử mùi vi sinh vật được điều chế bởi Bacillus megaterium, Candida tripicalis và Streptomyces griseus có thể loại bỏ hơn 80% mùi hôi từ phân gà, lợn và bò, và hơn 65% hydro sulfua có thể được loại bỏ [20]. Điều này cho thấy vi sinh vật có thể loại bỏ khí độc do phân gia súc, gia cầm thải ra một cách hiệu quả. Tuy nhiên, nghiên cứu trên chỉ tập trung vào việc quản lý khí hôi sau khi sản xuất và các tác nhân vi sinh vật hiện tại cần một thời gian rất dài để xử lý khí, vì vậy cần sàng lọc các vi sinh vật có thể ức chế hiệu quả việc sản xuất khí độc hại tại nguồn và hấp thụ hiệu quả và chuyển hóa khí độc hại ở cuối một cách nhanh chóng.

Hạch toán kinh tế chăn nuôi gà thịt công nghiệp trại 10.000 con

Các chất ức chế sản xuất khí có mùi hôi trong phân gia súc, gia cầm và chuyển hóa khí có mùi hôi một cách hiệu quả, phân lợn được sử dụng làm vật liệu nghiên cứu, trong khi amoniac, hydro sunfua và các loại khí có mùi hôi toàn diện được sử dụng làm chất chỉ thị để nghiên cứu quy luật sản xuất khí có mùi hôi từ phân lợn trong các điều kiện ngoại cảnh khác nhau. Các chủng vi sinh vật có khả năng ức chế hiệu quả tại nguồn và chuyển đổi hấp phụ hiệu quả ở cuối đã được sàng lọc, cung cấp hỗ trợ vật chất và kỹ thuật cho sự phát triển lành mạnh của ngành chăn nuôi gia súc, gia cầm và kiểm soát mùi.

Tác dụng khử mùi khác nhau của phun vi sinh

Phun khử mùi không chỉ có thể hấp thụ hiệu quả các phân tử mùi trong không khí mà còn ức chế quá trình tạo mùi của phân lợn từ nguồn. Phương pháp này sử dụng một lượng nhỏ xử lý khử mùi, với chi phí thấp và trong trường hợp lựa chọn chất lỏng vi khuẩn thích hợp có thể khử mùi hiệu quả.

Dựa trên phân tích, B. licheniformis có tác dụng loại bỏ tốt bốn chỉ số mùi. P. denitrificans cũng có khả năng cao trong việc loại bỏ nồng độ của 4 loại khí trên. S. cerevisiae rất hiệu quả trong việc loại bỏ khí dễ bay hơi. Do đó, ba chủng đã được lựa chọn để phun khử mùi.

Hiệu quả khử mùi của các phương pháp xử lý cuối cùng bằng vi sinh vật khác nhau

Tỷ lệ loại bỏ của công nghệ khử mùi được sử dụng để kiểm soát nguồn sẽ không phải là 100%, vì vậy cần phải loại bỏ thêm bằng phương pháp xử lý cuối. Việc loại bỏ amoniac, hydro sunfua, nồng độ khí dễ bay hơi và các loại khí khác bằng 7 loại vi sinh vật đã được nghiên cứu trong thí nghiệm này. Tỷ lệ loại bỏ amoniac và khí hydro sunfua cao nhất bởi vi sinh vật lần lượt là 85,91% và 90,80% (Hình 3A,B); tất cả các chủng ngoại trừ S. cerevisiae đều có khả năng loại bỏ amoniac mạnh hơn so với nước vô trùng đối chứng trắng, trong đó P. kudriavzevii có tỷ lệ loại bỏ amoniac cao nhất là 85,91%, trong khi P. denitrificans, B. subtilis và Bacteria 2 không có khác biệt đáng kể với Pichia kudriavzevii (p > 0,05) và tỷ lệ loại bỏ amoniac là 68,03%, 69,69% và 64,90%. , tương ứng.

Tuy nhiên, so với P. kudriavzevii, P. lactobacillus và Actinomycetes có sự khác biệt đáng kể (p < 0,05). Theo kết quả phân tích, đã thu được 4 chủng có hiệu quả cao trong việc loại bỏ amoniac. So với nghiệm thức đối chứng, các chủng vi sinh vật được tuyển chọn có khả năng loại bỏ khí hydro sunfua cao hơn và không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa các nghiệm thức (p > 0,05) nhưng B. subtilis có khả năng loại bỏ khí hydro sunfua mạnh nhất, đạt 90,80%. Tỷ lệ loại bỏ hydrogen sulfide bởi P. kudriavzevii, P. denitrificans và Bacteria 2 lần lượt là 89,79%, 81,48% và 80,77%. Tỷ lệ này cao hơn khoảng 20% ​​so với tốc độ phân hủy hydro sunfua của Bacillus flexus, một loại vi sinh vật khử mùi được chọn lọc từ phân lợn bởi Shen Qi et al. [23]. Do đó, có thể thu được bốn chủng loại bỏ khí hydro sunfua một cách hiệu quả.

Microorganisms 09 02488 g003 550

Tỷ lệ loại bỏ khí có mùi khó chịu bằng các chất lỏng vi khuẩn khác nhau: (A) Tỷ lệ loại bỏ khí amoniac bằng các loại vi khuẩn khác nhau; (B) Tốc độ loại bỏ khí hydro sunfua bằng các chất lỏng vi khuẩn khác nhau; (C) Tốc độ loại bỏ khí dễ bay hơi bằng các chất lỏng vi khuẩn khác nhau; (D) Tỷ lệ loại bỏ các chất lỏng vi khuẩn khác nhau trên nồng độ mùi hôi tích hợp. Các chữ cái viết thường khác nhau phía trên các thanh biểu thị sự khác biệt đáng kể (p <0,05).

Theo Hình 3C, tất cả các chủng ngoại trừ P. lactobacillus và P. kudriavzevii đều có tác dụng loại bỏ mạnh khí dễ bay hơi và có sự khác biệt đáng kể với nghiệm thức đối chứng (p < 0,05). Tỷ lệ loại bỏ khí bay hơi của B. subtilis là cao nhất, đạt 64,74%. Tỷ lệ loại bỏ khí dễ bay hơi của Bacteria 2 và P. denitrificans cũng cao hơn 60% (lần lượt là 60,10% và 61,04%) và thu được ba chủng có hiệu suất loại bỏ khí dễ bay hơi cao. Qua hình 3D có thể thấy, so với nghiệm thức đối chứng, các chủng được tuyển chọn có khả năng loại bỏ nồng độ mùi toàn diện mạnh hơn và không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa các chủng (p > 0,05). P. kudriavzevii có tỷ lệ loại bỏ khí mùi toàn diện cao nhất (90,01%). Tỷ lệ loại bỏ B. subtilis, P. denitrificans, Bacteria 2 và Actinomycetes lần lượt là 72,91%, 72,15%, 74,66% và 68,24%. Không có sự khác biệt đáng kể về tỷ lệ loại bỏ P. lactobacillus và S. cerevisiae khỏi mẫu trắng đối chứng (p < 0,05). Năm chủng có tỷ lệ loại bỏ cao về nồng độ mùi toàn diện đã thu được.

Vì khí amoniac và hydro sunfua là thành phần mùi chính, nên ưu tiên cho tốc độ loại bỏ hai loại khí này trong khi lựa chọn chủng. Dựa trên phân tích trên, B. subtilis, P. denitrificans và P. kudriavzevii được chọn là các chủng hấp thụ khí mùi cuối.

CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI KỸ THUẬT FRESHLAB

Địa chỉ: Số A12/85 Đường 1A, Ấp 1, Xã Vĩnh Lộc B, Huyện Bình Chánh, TP. HCM

Hotline: 0907 771 622 – 0796 155 955 – 0931 791 133 – 0907 82 55 22

Email: info@freshlab.com.vn

Fanpage: FRESHLAB – GIẢI PHÁP VI SINH XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Youtube: FRESHLAB VIỆT NAM