Khí mêtan trong nông nghiệp và biến đổi khí hậu

0m

' l Ị TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NG
w—r
VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ &QUẢN LÝ MÔI
TRƯỜNG
TIỂU LUÂN

Bộ MÔN: MÔI TRƯỜNG HỌC co BẢN

GVHD: Gs.TSKH Lê Huy Bá
SVTH: Phạm Thị Tuấn
MSSV: 0770279 i
Lớp: ĐHMT3B
Niên khóa: 2008-2009

TP.HỒ Chí Minh, tháng 7 năm 2009

±0


Môi trường học
cơ bản
học CƯ

Phần 1:

GVHDiGSTSKH
GVHD:GSTSKH Lê Huy Bá

PHẦN MỞ ĐẦU
MỤC LỤC

1. Đặt vấn đề
1:......................................................................PHẦN
MỞđề ĐẦU
Như ta Phần
đã biết
hiện nay vấn đề biến đôi khí hậu đang là một vấn
nóng
..............................................................................................................1
bỏng không chỉ của riêng quốc gia nào, mà đã là mối đc dọa chung cho cả nhân
loại. Biến đổi khí hậu đang diễn ra từng ngày và có ảnh hưởng trực tiếp lên đời
sống, sức khỏe, tính mạng của con người cũng như sự sống của trái đất chúng
ta.

1.

Đặt vấn đề.............................................................................................1

Hiện tượng nóng lên toàn cầu xảy ra do nhiều nguyên nhân khác nhau,
trong đó sự gia tăng khí thải nhà kính trong các thế kỉ gần đây chính là nguyên
nhân chủ quan và cơ bản của con người. Từ sau cách mạng công nghiệp, cùng
với sự phát triên của các loại máy móc, động cơ, năng suât lao động đã tăng lên
đột biến, tạo một bước ngoặt mới cho nền kinh tế toàn thế giới. Nhưng song

32


Môi trường học cơ bản

-

GVHDiGSTSKH Lê Huy Bá

Trình bày hiện trạng và số liệu cụ thể lượng khí mêtan trong khí quyền.

4


Môi trường học cơ hản

Phần 2:

1.
a)

GVHDiGSTSKH Lê Huy Bá

PHẦN NỘI DƯNG

Khí mêtan và biến đối khí hậu
Tống quan về biến đổi khỉ hậu
Khái niêm

Hình 1: Thải khỉ nhà kỉnh vào khỉ
quvên- một trong nhũng nguvên nhân
cùa hiến
hâu thuỷ
Biến đổi khí hậu là sự thay đổi của hệ thống khí hậu

gồmđòi
khíkhíquyển,

quyên, sinh quyên, thạch quyên hiện tại và trong tương lai bởi các nguyên nhân
gồm:

- Sự nóng lên của khí quyến và trái đất nói chung.

-

Mêtan và ảnh hưởng của mêtan đến biến đối khí
hậu
5


GVHDiGSTSKH Lê Huy Bá

Môi trường học cơ hản

1.2.1 .Nguồn gốc của khỉ mêtan
Khí mêtan, còn được gọi là khí thiên nhiên được sinh ra từ các nguồn chủ
yếu sau:

Hình 2: cấu tạo phân tử mêtan

Ở điều kiện tiêu chuẩn, mêtan là chất khí không màu, không vị, hóa lỏng
ở nhiệt độ -162°c, hóa rắn ở nhiệt độ -183°c. Tại lớp trầm tích dứơi đáy đại
dương, đặc biệt là Bắc Băng Dương, hàng triệu tấn mêtan tồn tại ở dạng rắn
qua quá trình mục rủa của xác thực vật sau hàng ngàn năm.

6


GVHDiGSTSKH Lê Huy Bá

Môi trường học cơ hản

đi tới mặt đất, ngược lại bức xạ nhiệt từ trái đất là bức xạ sóng dài nên
không thê xuyên qua lớp khí nhà kính được, khí nhà kính giữ lại bức xạ
nhiệt làm cho trái đất nóng lên. Hiệu ứng nhà kính có vai trò quan trọng
trong việc duy trì sự sống trên trái đất, vì nếu không có hiệu ứng này,
nhiệt độ trái đất sẽ giảm xuống dưới -15°c.

Hình 3: Hiệu ímg nhà kính

Tuy nhiên, nếu khí nhà kính hình thành ngày càng nhiều thì lại làm cho nhiệt
độ trái đất tăng lên. Các nghiên cứu cho thấy trong khoảng thời gian từ 1885
đến 1940 do nồng độ khí nhà kính tăng từ 0,027% đến 0,035%, nhiệt độ trái
đất đã tăng 0,5°c.

Hình 4: Sự tăng nhiệt độ trái đất từ năm 1860 đến năm 2000

Theo dự báo, nếu không có biện pháp khắc phục, nhiệt độ trái đất sê tăng lên
1,5 - 4,5°c vào năm 2050. Nhiệt độ trái đất tăng sẽ làm tan băng và làm mực

7


GVHDiGSTSKH Lê Huy Bá

Môi trường học cơ hản

nước biển dâng cao, các đồng bằng lớn và nhiều vùng sản xuất lương thực trù
phù, các vùng đông dân cư sẽ bị chìm dưới nước biến.

co2.
Energy-Related Carbcn
Dloxide
o^er Carbcn Dioxide
108.8 (‘.5%)

m—Y'

Oxkto

378.6 (5.4%)

,HFCs. FFCs, and SFj
157 t ki O Wí.\

Hình 5: Tỷ lệ mêtan trong tông các khỉ nhà kính

1.2.4 Sự gia tăng khỉ mêtan trong khỉ quyên
Nồng độ mêtan trong khí quyên đã tăng gần 3 lần kế từ thời kì tiền công
nghiệp, trong đó con người đóng góp 1/5 lượng khí thài gây nóng lên toàn cầu
này, cụ thể là trong thời kì tiền công nghiệp, sự tập trung khí mêtan là khoảng
700 ppb, nhưng vào cuối thế kỉ 20 nồng độ của mêtan đã tăng lên là 1740 ppb.

Hình 6: Nồng độ khí methane trong khí quvên từ
năm 1984 đên năm 2004

Môi trường học cơ hản

GVHDiGSTSKH Lê Huy Bá

Khí thiên nhiên(natural gas) là khí thường được tìm thấy cùng với các mỏ
dầu ớ trong vỏ Trái Đất, được khai thác và tinh lọc thành nhiên liệu cung cấp
cho kho khoảng 25% nguồn cung năng lượng thế giới.

Mt C0,e

180
160
140
120
100
80
60
40

lllllllll

Hình 7: Top 20 quốc gia với lượng khỉ methane( Mt co 2 e)
thải nhiều nhất từ hoạt dộng khai thác dâu khỉ

2. Khí mêtan trong hoạt động nông nghiệp
Sau đây là biểu đồ thể hiện tỷ lệ các khí nhà kính thải ra thông qua các
nguồn tự nhiên, các hoạt động kinh tế của con người.
Annual Greenhouse Gas Emissi ons by Sector

Transportation foHs
14 0%

Hình 8: Tỷ lệ lượng khí nhà kỉnh thải ra do hoạt
đỏníỉ nỏmỉ niỉhiêp

9


Môi trường học cơ hản

GVHDiGSTSKH Lê Huy Bá

Theo biêu đồ trên, ngành nông nghiệp chiếm 12,5% lượng khí thải nhà
kính, và 40% lượng mêtan trong tông lưọng khí thải. Trong đó, sản xuất lúa
gạo và chăn nuôi gia súc là hai nguồn thải mêtan lớn nhất.

2.1. Chăn nuôi
Theo báo cáo mới đây của Tổ chức Lưong thực Thế giới( FAO), nghành
chăn nuôi tạo ra khí thải nhà kính tương đưong với thán khí, 18% nhiều hon cả
lưọng khí thải ra tù- giao thông vận tải.

Hình 9: Quả trình tiêu hóa của các toài nhai
lại thải ra một lượng lớn khỉ mêtan

Với sự gia tăng dân sổ cùng với chất lượng cuộc sống càng ngày càng
được nâng cao, nhu cầu về các sản phấm tù’ thịt, bơ, sữa cũng tăng đột biến.

10

GVHDiGSTSKH Lê Huy Bá

Môi trường học cơ hản

glucoza, sản phẩm trung gian của quá trình phân giải các gluxit phức tạp, để
tạo ra các axit béo bay hơi như sau:

Axit axetic

Global large ruminant equivalence and atmospheric methane
concentratỉons

H1206 + 2H2Ơ —> 2CH3COOH + 2C02 + 4H2
Axit propionic

,<8**

4? 4? 4? 4? 4? 4? 4$' 4?

^

Y MÍ

Hình 10: Lượng gia súc thuộc động vật nhai lại và nồng độ khí mêtan
tưong ứng trên thế giới


GVHDiGSTSKH Lê Huy Bá

Môi trường học cơ hản

2.2 Hoạt động sản xuất lúa gạo
Hơn 90% diện tích trồng lúa trên thế giới là diện tích đất ngập nước trong
điều kiện nhiệt độ nóng ẩm, đây là điều kiện tối uu cho sự sản sinh khí mêtan
thông qua quá trình phân hủy kị khí.

Global Anthropogenic Methane Einìssìons: 1860-1994
(Stern *& Kauĩmann)

1850

1900

1950

2000

Year

Dựa vào sơ đồ trên ta thấy được sự gia tăng đột biến của lượng khí thải
mêtan trong các năm gần đây. Trong đó lượng mêtan do hoạt động sản xuất lúa
gạo là nguồn thải chiếm tỷ lệ nhiều nhất trong lượng tông khí thải ra. Nhưng
trong một vài thập kỉ trở lại đây, với sự phát triên của chăn nuôi, thì lượng
mêtan từ hoạt động chăn nuôi đã vượt qua lượng phát thải mêtan từ sản xuất
lúa gạo.

12

Môi trường học cơ hản

GVHDiGSTSKH Lê Huy Bá

Hình 9: Tý lệ % phát thải mêtan ở Việt Nam

Việt Nam là quốc gia có lượng phát thải mêtan đứng thứ 15 thế giới, trong
đó hoạt động sản xuất lúa gạo chiếm 58%.

3. Các biện pháp khắc phục
3.1 ứng dụng công nghệ biogas trong chăn nuôi
Biogas hay còn gọi là khí sinh học, là một hồn hợp khí được sản sinh từ
sự phân hủy những chất hữu co dưới tác động của vi khuấn trong môi trường
yếm khí. Trong đó thành phần chủ yếu là khí mêtan( CHẠ

13


Môi trường học cơ bản

-

GVHDiGSTSKH Lê Huy Bá

Xử lý lượng chất thải chăn nuôi, tránh gây ô nhiễm môi trường và
ngăn chặn các bệnh truyền nhiễm cho gia súc và con người.

-

Tạo nguồn khí đốt rẻ tiền cho gia đình.

14


Môi trường học cơ bản

Phần 3:

GVHDiGSTSKH Lê Huy Bá

KẾT LUẬN

Khí mêtan trong nông nghiệp là nguồn khí nhà kính đáng kế tác động trực tiếp
đến quá trình biến đổi khí hậu của trái đất. Trong đó nguồn phát thải mêtan thứ
nhất chính là chăn nuôi gia súc thuộc loài nhai lại như bò, cùn, dê, ngựa...
Mêtan sinh ra từ các loài này dựa trên đặc tính hệ tiêu hóa và sự cộng sinh giữa
dạ dày và các loại vi khuẩn phân hủy yếm khí. Ngoài ra các quá trình phân hủy
chất thải chăn nuôi cũng tạo ra một lượng khí nhà kính đáng kể. Nguồn phát
thải mêtan thứ hai là hoạt động sản xuất lúa gạo do sự phát thải mêtan từ các
vùng canh tác ngập nước và sự phân hủy các chất hữu cơ là xác các loại thực
vật. Mêtan là chất thải nhà kính quan trọng thứ hai sau khí CƠ 2, sự gia tăng
lượng khí nhà kính làm tăng nhiệt độ trái đất, kéo theo hàng loạt các nguy cơ
đe dọa cuộc sống của con người và môi sinh trái đất: sự dâng lên của mực nước

15


Môi trường học cơ hản

GVHDiGSTSKH Lê Huy Bá

TÀI LIỆU THAM KHẢO

16