Nghiên cứu xác định hệ số phát thải các chất khí ô nhiễm từ hoạt động đốt trấu tại vùng Tây Nam Bộ (Luận văn thạc sĩ)

BỘ TÀI NGUYÊN
VÀ MÔI TRƯỜNG
4702Thao@
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HỆ SỐ PHÁT THẢI CÁC CHẤT
KHÍ Ô NHIỄM TỪ HOẠT ĐỘNG ĐỐT TRẤU TẠI VÙNG
TÂY NAM BỘ

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

CHỬ HOÀNG LAN

HÀ NỘI, NĂM 2018


BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HỆ SỐ PHÁT THẢI CÁC CHẤT
KHÍ Ô NHIỄM TỪ HOẠT ĐỘNG ĐỐT TRẤU TẠI VÙNG
TÂY NAM BỘ

CHỬ HOÀNG LAN
CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
MÃ SỐ: 8440301

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS. ĐÀO THANH DƯƠNG
TS. PHẠM THỊ MAI THẢO

HÀ NỘI, NĂM 2018


CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
Cán bộ hướng dẫn 1: TS. Đào Thành Dương

Cán bộ hướng dẫn 2: TS. Phạm Thị Mai Thảo

Cán bộ chấm phản biện 1: PGS. TS. Nguyễn Thị Hà

Cán bộ chấm phản biện 2: TS. Lương Quang Huy

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại:
HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
Ngày 04 tháng 10 năm 2018


LỜI CAM ĐOAN
Đề tài nghiên cứu này là một phần trong Đề tài nghiên cứu cấp Bộ “Nghiên
cứu xác định hệ số phát thải khí nhà kính từ hoạt động đốt hở phụ phẩm nông
nghiệp (trấu, rơm rạ) vùng Tây Nam Bộ” mã số TNMT.2017.05.18 do TS. Phạm
Thị Mai Thảo làm chủ nhiệm đề tài.
Tôi xin cam đoan các nội dung, số liệu, kết quả nêu trong luận văn này là công
sức của cá nhân tôi, hoàn toàn trung trực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ
công trình nào khác.

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Chử Hoàng Lan

i


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới TS.
Phạm Thị Mai Thảo và TS. Đào Thành Dương là người trực tiếp hướng dẫn khoa
học, tận tình giúp đỡ và định hướng giúp tôi hoàn thành luận văn của mình.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới cô Phạm Hồng Phương, cô Trịnh Thị Thắm, thầy
Lê Văn Sơn, thầy Nguyễn Thành Trung và các thành viên trong nhóm nghiên cứu
đã hỗ trợ tôi trong suốt quá trình thực hiện nghiên cứu này.
Trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại trường, tôi đã nhận được sự
hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của tập thể các Thầy, Cô giáo trong Khoa Môi trường
thuộc Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội. Tôi xin ghi nhận và biết
ơn sự giúp đỡ quý báu của các Thầy, Cô.
Tôi xin trân trọng cám ơn người dân tỉnh An Giang đã nhiệt tình hỗ trợ, hợp
tác và giúp đỡ tôi thực hiện luận văn.
Trong thời gian nghiên cứu và làm luận văn, tôi cũng đã nhận được sự hỗ
trợ, tạo điều kiện và giúp đỡ từ phòng thí nghiệm Khoa Môi trường, Trường Đại
học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội; Trung tâm Quan trắc Môi trường tỉnh An
Giang; phòng thí nghiệm Viện Khoa học và Công nghệ môi trường, Trường Đại học
Bách Khoa Hà Nội, tôi xin trân trọng cám ơn.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới sự hỗ trợ kinh phí của đề tài “Nghiên cứu xác định
hệ số phát thải khí nhà kính từ hoạt động đốt hở phụ phẩm nông nghiệp (trấu, rơm rạ)
vùng Tây Nam Bộ” mã số TNMT.2017.05.18.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới các đồng nghiệp, bạn bè, gia đình
đã động viên, chia sẻ và tạo điều kiện tốt nhất giúp tôi hoàn thành luận văn

của mình.
Hà Nội, ngày
tháng
năm 2018
Học viên cao học

Chử Hoàng Lan

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ii
MỤC LỤC ................................................................................................................ iii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................................... vi
DANH MỤC HÌNH .................................................................................................vii
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................. ix
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
1 Đặt vấn đề .............................................................................................................1
2 Mục tiêu nghiên cứu .............................................................................................2
3 Nội dung nghiên cứu ............................................................................................2
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN ..................................................................................... 4
1.1 Tổng quan về vỏ trấu ......................................................................................4
1.2 Tổng quan các nghiên cứu có liên quan ........................................................8
1.2.1 Tổng quan về hệ số phát thải ......................................................................8
1.2.2 Một số nghiên cứu về phương pháp xác định hệ số phát thải từ hoạt động
đốt sinh khối trên Thế giới ...................................................................................9
1.2.3 Một số nghiên cứu về xác định hệ số phát thải từ hoạt động đốt sinh khối
tại Việt Nam .......................................................................................................20

1.3 Tổng quan khu vực nghiên cứu ....................................................................26
1.3.1 Vùng Tây Nam Bộ ....................................................................................26
1.3.2 Tỉnh An Giang ..........................................................................................29
CHƯƠNG II. PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
32
2.1 Đối tượng, phạm vi và thời gian nghiên cứu ...............................................32
2.2. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................32
2.2.1 Phương pháp khảo sát thực địa .................................................................32
2.2.2 Phương pháp xác định nồng độ các chất khí ô nhiễm từ hoạt động đốt trấu
ngoài hiện trường ...............................................................................................35

iii


2.2.3 Phương pháp xác định nồng độ các chất khí ô nhiễm từ hoạt động đốt trấu
trong phòng thí nghiệm ......................................................................................38
2.2.4 Phương pháp đo đạc..................................................................................40
2.2.5 Phương pháp phân tích .............................................................................43
2.2.6 Phương pháp tính toán ..............................................................................46
2.2.7 Phương pháp so sánh ................................................................................49
2.2.8 Phương pháp tổng hợp số liệu và viết báo cáo .........................................49
CHƯƠNG III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ....................................................... 50
3.1 Đặc điểm môi trường không khí tại cơ sở xay xát khi chưa có hoạt động
đốt trấu .................................................................................................................50
3.2. Xác định hệ số phát thải các chất khí ô nhiễm phát sinh từ hoạt động đốt
trấu ngoài hiện trường ........................................................................................51
3.2.1. Nồng độ các chất khí ô nhiễm phát sinh từ hoạt động đốt trấu ngoài hiện
trường .................................................................................................................51
3.2.2 Hệ số phát thải của các chất khí ô nhiễm phát sinh từ hoạt động đốt trấu
ngoài hiện trường ...............................................................................................68

3.3 Xác định hệ số phát thải các chất khí ô nhiễm phát sinh từ hoạt động đốt
trấu trong phòng thí nghiệm ..............................................................................71
3.3.1 Nồng độ các chất khí ô nhiễm phát sinh từ hoạt động đốt trấu trong phòng
thí nghiệm ..........................................................................................................71
3.3.2. Hệ số phát thải các chất khí ô nhiễm từ hoạt động đốt trấu trong phòng thí
nghiệm ...............................................................................................................79
3.4 So sánh hệ số phát thải từ hoạt động đốt trấu ............................................83
3.4.1 So sánh kết quả hệ số phát thải giữa ngoài hiện trường và trong phòng thí
nghiệm ...............................................................................................................83
3.4.2 So sánh với các nghiên cứu khác ..............................................................86
3.4.3 So sánh với hoạt động sử dụng trấu cho các mục đích khác nhau............87
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 90
1. Kết luận..............................................................................................................90

iv


2. Kiến nghị ...........................................................................................................90
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 92
PHỤ LỤC .................................................................Error! Bookmark not defined.

v


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
AP-42

: Tổng hợp các hệ số phát thải không khí – Mỹ

cs.

: cộng sự

ĐBSCL

: Đồng bằng sông Cửu Long

EF

: Hệ số phát thải

ER

: Tỷ lệ phát thải

GDP

: Tốc độ tăng trưởng kinh tế

GHG

: Khí nhà kính

IIP

: Chỉ số sản xuất công nghiệp

IPCC

: Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi khí hậu

MCE

: Hiệu suất cháy

PTN

: Phòng thí nghiệm

QCVN 05:2013

: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng không khí xung

quanh.
UBND

: Ủy ban nhân dân

US.EPA

: Cục Bảo vệ Môi trường Mỹ

WHO

: Tổ chức Y tế Thế giới

vi


DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Hạt thóc và sản phẩm của nó sau khi xay xát...............................................4
Hình 1.2 Hàm lượng vỏ trấu trong hạt thóc ................................................................4
Hình 1.3 Lò đốt vỏ trấu dùng trong sinh hoạt ở các vùng Tây Nam Bộ .....................6
Hình 1.4 Lò đốt gạch tại tỉnh An Giang ......................................................................7
Hình 1.5 Kho lưu trữ trấu của lò đốt gạch ...................................................................7
Hình 1.6 Củi trấu thành phẩm .....................................................................................7
Hình 1.7 Mặt cắt ngang thiết bị thí nghiệm...............................................................10
Hình 1.8 Vùng Tây Bắc Himalayan (HP) của Ấn Độ (A) và Vị trí lấy mẫu (B) ......11
Hình 1.9 Sơ đồ hệ thống thí nghiệm: (a) Buồng đốt; (b) Hệ thống sol khí ...............12
Hình 1.10 (a) Bản vẽ minh họa buồng đốt; (b) Bên trong buồng đốt; (c) mẫu đặt trong
khay đốt; (d) mía được đặt trong khay đốt ................................................................16
Hình 1.11 (a) Sơ đồ phác họa, (b) Tháp đốt thực tế ..................................................18
Hình 1.12 Địa điểm lấy mẫu trấu, rơm rạ, lõi ngô và bã mía tại Punjab, Pakistan. 1Vỏ
trấu, 2Rơm rạ, 3Bã mía, 4Lõi ngô...............................................................................18
Hình 1.13 Mẫu được phơi khô trên khay kim loại trong điều kiện môi trường trước
khi đốt: (a) vỏ trấu; (b) rơm rạ; (c) bã mía; (d) lõi ngô. ............................................19
Hình 1.14 Chụp hút và vị trí lấy mẫu ........................................................................21
Hình 1.15 Bản đồ hành chính vùng đồng bằng sông Cửu Long ...............................26
Hình 1.16 Bản đồ hành chính tỉnh An Giang ............................................................29
Hình 2.1 Trấu được đốt trực tiếp ngoài hiện trường và được đóng bao trước khi vận
chuyển ra Hà Nội để bảo quản ..................................................................................33
Hình 2.2 Địa điểm lấy mẫu tại Cần Đăng – Châu Thành – An Giang ......................34
Hình 2.3 Địa điểm lấy mẫu tại Bình Mỹ - Châu Phú – An Giang ............................35
Hình 2.4 Địa điểm lấy mẫu tại Định Thành – Thoại Sơn – An Giang ......................35
Hình 2.5 Vị trí đo nồng độ các chất khí ô nhiễm phát sinh từ hoạt động đốt trấu ....36
Hình 2.6 (a) Sơ đồ phác họa, (b) Hệ thống tháp đốt thực tế .....................................38
Hình 2.7 Trấu trước khi đốt và kết thúc đốt ..............................................................39
Hình 2.8 Các giai đoạn đốt trấu. (a) Gia nhiệt, (b) Cháy ..........................................39

vii

Hình 2.9 Quá trình đo nhanh nồng độ các chất khí ô nhiễm .....................................40
Hình 2.10 Thiết bị phân tích khí thải Testo...............................................................41
Hình 2.11 Máy đo và đếm bụi Sibata ........................................................................43
Hình 3.1 Các giai đoạn đốt trấu.................................................................................51
Hình 3.2 Diễn biến nồng độ của CO phát sinh từ hoạt động đốt hở trấu ..................53
Hình 3.3 Diễn biến nồng độ CO2 phát sinh từ hoạt động đốt hở trấu .......................54
Hình 3.4 Diễn biến nồng độ của NO2 phát sinh từ hoạt động đốt hở trấu ................56
Hình 3.5 Diễn biến nồng độ SO2 phát sinh từ hoạt động đốt hở trấu ........................58
Hình 3.6 Diễn biến nồng độ bụi TSP ........................................................................61
Hình 3.7 Diễn biến nồng độ CO tại các điểm đo khác nhau .....................................62
Hình 3.8 Diễn biến nồng độ CO2 tại các điểm đo khác nhau ....................................63
Hình 3.9 Diễn biến nồng độ NO2 tại các điểm đo khác nhau....................................65
Hình 3.10 Diễn biến nồng độ SO2 tại các điểm đo khác nhau ..................................66
Hình 3.11 Diễn biến nồng độ TSP tại các điểm đo khác nhau ..................................68
Hình 3.12 Diễn biến nồng độ CO trong phòng thí nghiệm .......................................72
Hình 3.13 Diễn biến nồng độ CO2 trong phòng thí nghiệm ......................................75
Hình 3.14 Diễn biến nồng độ NO2 trong phòng thí nghiệm .....................................76
Hình 3.15 Diễn biến nồng độ SO2 trong phòng thí nghiệm ......................................77
Hình 3.16 Diễn biến nồng độ TSP trong phòng thí nghiệm ......................................78
Hình 3.17 Điều kiện khí tượng xung quanh của các thí nghiệm ...............................84
Hình 3.18 Hệ số phát thải của các chất khí ô nhiễm từ hoạt động đốt trấu ngoài hiện
trường và trong phòng thí nghiệm (g/kg) ..................................................................84

viii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Đặc trưng thành phần hóa học của trấu [13] ................................................5

Bảng 1.2 Thành phần oxit có trong tro trấu sau khi đốt ở nhiệt độ 500oC [1] ...........5
Bảng 1.3 Thành phần nguyên tố của vỏ trấu [26] ......................................................6
Bảng 1.4 Hệ số phát thải của SO2 và NOx [23] ........................................................10
Bảng 1.5 Hệ số phát thải của các chất khí gây ô nhiễm môi trường từ việc sử dụng
các nhiên liệu sinh học tại Tây Bắc Himalayan của Ấn Độ [16] ..............................11
Bảng 1.6 Hệ số phát thải của các chất gây ô nhiễm môi trường không khí từ việc đốt
phụ phẩm nông nghiệp (lúa gạo, lúa mì và ngô) ở Trung Quốc [12]........................13
Bảng 1.7 Hệ số phát thải của hoạt động đốt phế phẩm nông nghiệp trong điều kiện
phòng thí nghiệm được tại Trung Quốc [10] ............................................................15
Bảng 1.8 Hệ số phát thải của các chất khí ô nhiễm phát sinh trong quá trình đốt múa
trước khi thu hoạch [6] ..............................................................................................17
Bảng 1.9 Hệ số phát thải chất khí ô nhiễm từ hoạt động đốt các phế phẩm nông nghiệp
trong ngành công nghiệp và tại các hộ gia đình ở Pakistan [17]...............................20
Bảng 1.10 Hệ số phát thải của PM, CO, CO2, SO2 từ các nguồn dân sinh sử dụng
nhiên liệu sinh khối [18]............................................................................................22
Bảng 1.11 Hệ số phát thải được thể hiện bằng lượng cacbon và lượng nitơ phát sinh
trên 1kg trọng lượng sấy khô của rơm ......................................................................24
Bảng 2.1 Thông tin về các cơ sở xay xát lúa gạo ......................................................33
Bảng 2.2 Tọa độ địa điểm tiến hành thí nghiệm đốt .................................................34
Bảng 2.3 Thông tin về điều kiện khí tượng và các chất khí ô nhiễm ........................37
Bảng 3.1 Đặc điểm không khí xung quanh tại ba vị trí nghiên cứu ..........................50
Bảng 3.2 Nồng độ CO phát sinh từ hoạt động đốt trấu tại các vị trí nghiên cứu (µg/m3)
...................................................................................................................................52
Bảng 3.3 Nồng độ CO2 phát sinh từ hoạt động đốt trấu tại các vị trí nghiên cứu (µg/m3)
...................................................................................................................................54
Bảng 3.4 Nồng độ NO2 phát sinh từ hoạt động đốt trấu tại các vị trí nghiên cứu
(µg/m3) ......................................................................................................................57
ix

Luận văn đủ ở file: Luận văn full