Nghiên cứu kiểm kê khí thải từ hoạt động đốt trấu, rơm rạ vùng Tây Nam Bộ (Luận văn thạc sĩ)

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

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGHIÊN CỨU KIỂM KÊ KHÍ THẢI TỪ HOẠT ĐỘNG ĐỐT
TRẤU, RƠM RẠ VÙNG TÂY NAM BỘ

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

NGUYỄN CHIẾN THẮNG

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 KIỂM KÊ KHÍ THẢI TỪ HOẠT ĐỘNG
ĐỐT TRẤU, RƠM RẠ VÙNG TÂY NAM BỘ

NGUYỄN CHIẾN THẮNG
CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
MÃ SỐ: 8440301

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. ĐÀO THÀNH 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 : TS. Hoàng Thu Hương
Cán bộ chấm phản biện 2 : TS Nguyễn Thu Huyền
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 03 tháng 10 năm 2018


LỜI CAM ĐOAN
Đề tài này là một phần trong đề tài: “Nghiên cứu xác định hệ số phát thải khí
nhà kính từ hoạt động đốt hở các phụ phẩm nông nghiệp (trấu, rơm rạ) vùng Tây Nam
Bộ 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 là công sức của cá nhân tôi, hoàn toàn trung thực
chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình này.

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Nguyễn Chiến Thắng

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 giáo Phạm Hồng Phương, cô giáo Trịnh Thị
Thắm, thầy giáo Lê Văn Sơn, thầy giáo Nguyễn Thành Trung và các thành viên
trong nhóm nghiên cứu đã hỗ trợ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu.
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, tôi xin trân trọng cám ơn.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới đề tài: “Nghiên cứu xác định hệ số phát thải khí
nhà kính từ hoạt động đốt hở các phụ phẩm nông nghiệp (trấu, rơm rạ) vùng Tây
Nam Bộ” – Mã số Mã số: TNMT. 2017.05.18 đã hỗ trợ kinh phí để tôi hoàn thành
luận văn.
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

Nguyễn Chiến Thắng

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN............................................................................................................................ ii
MỤC LỤC ................................................................................................................................ iii
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................................ x
DANH MỤC HÌNH................................................................................................................. xi
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................................... xiv
MỞ ĐẦU.................................................................................................................................... 1
1. Mục tiêu nghiên cứu...........................................................................................3
2. Nội dung nghiên cứu ..........................................................................................3
2.1. Nghiên cứu tình hình sản xuất lúa tại tỉnh An Giang và vùng Tây Nam Bộ ...3
2.2. Nghiên cứu hiện trạng sử dụng và thải bỏ trấu, rơm rạ theo mùa ....................3
2.3. Kiểm kê lượng khí thải từ việc đốt trấu, rơm rạ ngoài đồng ruộng theo mùa vụ
3
2.4. Đánh giá mức độ ô nhiễm không khí từ hoạt động đốt trấu, rơm rạ ................3
2.5. Đề xuất giải pháp giảm thiểu sự phát thải các chất khí gấy ô nhiễm ...............4
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN .................................................................................................... 5

1.1. Giới thiệu về rơm rạ .........................................................................................5
1.2. Giới thiệu về vỏ trấu ......................................................................................10
1.3. Tổng quan về kiểm kê nguồn thải ..................................................................13
1.4. Tổng quan các nghiên cứu liên quan đến kiểm kê khí thải từ hoạt động đốt sinh
khối .......................................................................................................................16
1.5. Giới thiệu về vùng Tây Nam Bộ ....................................................................19
1.6. Giới thiệu về tỉnh An Giang...........................................................................23
CHƯƠNG 2: PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........... 26
2.1. Đối tượng và phạm vi ...................................................................................26
2.2. Thời gian nghiên cứu ....................................................................................26
2.3. Phương pháp nghiên cứu ..............................................................................26
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...................................................................... 38

iii


3.1. Các hệ số phục vụ tính toán. ..........................................................................38
3.2. Tình hình sản xuất lúa ....................................................................................39
3.3. Hiện trạng phát sinh rơm, rạ, trấu từ hoạt động trồng lúa tại An Giang và vùng
Tây Nam Bộ ..........................................................................................................42
3.4. Hiện trạng sử dụng và thải bỏ trấu, rơm, rạ từ sản xuất lúa tại An Giang .....45
3.5. Kiểm kê lượng khí thải phát sinh từ việc đốt rơm rạ trên đồng ruộng tại vùng
Tây Nam Bộ ..........................................................................................................50
3.6. Đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường không khí do hoạt động đốt rơm rạ ..54
3.7. Đề xuất giải pháp giảm thiểu sự phát thải các khí gây ô nhiễm.....................66
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................................... 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................................... 76
PHỤ LỤC................................................................................................................................. 79

iv

THÔNG TIN LUẬN VĂN
Họ và tên học viên: Nguyễn Chiến Thắng
Lớp: CH2BMT

Khóa: 2016-2018

Cán bộ hướng dẫn 1: TS. Đào Thành Dương
Cán bộ hướng dẫn 2: TS. Phạm Thị Mai Thảo
Tên đề tài: Nghiên cứu kiểm kê khí thải từ hoạt động đốt trấu, rơm rạ vùng Tây
Nam Bộ
Tóm tắt luận văn:
Mở đầu:
Rơm rạ, trấu là phụ phẩm từ hoạt động sản xuất lúa gạo. Rơm rạ vấn thường
được ghép chung trong cách gọi những phần loại bỏ của cây lúa sau khi thu hoạch
hạt. Tuy nhiên rơm (tiếng Anh: rice straw) là phần thân của cây lúa đã được phơi khô
sau khi thu hoạch, còn rạ (tiếng Anh: rice stubble) là phần là gốc cây lúa còn lại sau
khi gặt và cắt phần thân. Trấu (hay còn gọi là vỏ trấu, tiếng Anh: rice hulls) là phần
vỏ cứng bao bên ngoài hạt gạo. Ngoài việc bảo vệ hạt gạo trong mùa sinh trưởng, vỏ
trấu cũng có thể dùng làm vật liệu xây dựng, phân bón, vật liệu cách nhiệt trong xây
dựng hay nhiên liệu.
Rơm rạ thường được người dân tận dụng để đun nấu, làm thức ăn cho gia súc,
lợp nhà, lót chuồng, làm phân bón... Tuy nhiên, với lượng rơm rạ lớn như vậy phần
được sử dụng rất nhỏ so với lượng phát sinh nên cần phải xử lý khi bắt đầu mùa vụ
mới. Phương pháp xử lý phổ biến là đốt trực tiếp trên đồng ruộng lấy tro để bón cho
ruộng. Việc đốt rơm rạ sẽ phát sinh ra khói, bụi không chỉ gây tác động đến môi
trường không khí mà còn ảnh hưởng đến sức khỏe người dân xung quanh, lượng khí
thải phát sinh cũng góp phần làm tăng hiệu ứng nhà kính và biến đổi khí hậu.
Ngoài rơm rạ, trấu cũng là phụ phẩm chính phát sinh trong quá trình chế biến

gạo. Trấu chiếm 20% khối lượng lúa được xay xát [1]. Hiện nay, trấu được dùng để
sấy lúa, sản xuất củi trấu, bán cho các nhà máy sản xuất gạch, sử dụng trong đun nấu
tại các cơ sở tiểu thủ công nghiệp và hộ gia đình. Tuy nhiên với lượng phát sinh lớn

v


nên các chủ nhà máy xay xát vẫn phải đốt bỏ như là hình thức xử lý khi không còn
khả năng dự trữ. Hoạt động đốt trấu cũng phát sinh các chất ô nhiễm môi trường
không khí tương tự như rơm rạ.
Tây Nam Bộ là vùng sản xuất lúa gạo với diện tích và sản lượng cao nhất nước. Đây
cũng là địa phương có hoạt động đốt rơm rạ, trấu rất phổ biến. Chính vì lý do đó, tôi
thực hiện đề tài “Nghiên cứu kiểm kê khí thảí từ hoạt động đốt trấu, rơm rạ vùng
Tây Nam Bộ” nhằm kiểm kê lượng phát thải các chất ô nhiễm và đánh giá mức độ ô
nhiễm môi trường từ hoạt động đốt rơm rạ, trấu đến môi trường và người dân sống
xung quanh khu vực. Phạm vi vùng Tây Nam Bộ bao gồm 13 tỉnh, thành phố, đặc
điểm thời tiết khí hậu có sự tương đồng và do hạn chế về thời gian nên nghiên cứu
này chỉ lựa chọn An Giang là tỉnh đại diện để tiến hành kiểm kê và đánh giá.
1. Mục tiêu nghiên cứu
Kiểm kê, đánh giá ô nhiễm môi trường không khí từ hoạt động đốt hở trấu,
rơm rạ tại An Giang và đề xuất giải pháp giảm thiểu phù hợp.
2. Nội dung nghiên cứu
2.1.

Nghiên cứu tình hình sản xuất lúa tại tỉnh An Giang và vùng Tây Nam Bộ
Nghiên cứu về tình hình diện tích, sản lượng lúa của tỉnh An Giang và vùng

Tây Nam Bộ từ các nguồn số liệu và công bố của Tổng cục thống kê và Cục Thống
kê tỉnh An Giang.
2.2.

Nghiên cứu hiện trạng sử dụng và thải bỏ trấu, rơm rạ theo mùa

-

Điều tra, phỏng vấn hiện trạng, phương thức sử dụng rơm, rạ cho các mục

đích khác nhau, tính lượng rơm rạ được thải bỏ và đốt trên đồng ruộng
-

Điều tra, phỏng vấn hiện trạng, phương thức sử dụng trấu cho các mục đích

khác nhau, tính lượng trấu được thải bỏ và đốt tại các nhà máy xay xát
2.3.

Kiểm kê lượng khí thải từ việc đốt trấu, rơm rạ ngoài đồng ruộng theo

mùa vụ
-

Xác định lượng rơm rạ đốt ngoài đồng ruộng theo mùa vụ tại tỉnh An Giang

-

Xác định lượng rơm rạ đốt ngoài đồng ruộng tại Tây Nam Bộ

vi


-

Tính toán lượng khí ô nhiễm phát sinh từ hoạt động đốt trấu, rơm rạ dựa vào

hệ số phát thải đối với các thông số PM10, PM2,5, CO, CO2, NO2, SO2 (hệ số phát thải
kế thừa từ các nghiên cứu khác)
2.4.

Đánh giá mức độ ô nhiễm không khí từ hoạt động đốt trấu, rơm rạ
Khảo sát xác định địa điểm lấy mẫu và xây dựng chương trình quan trắc chất

lượng môi trường không khí xung quanh khu vực có hoạt động đốt hở trấu, rơm rạ
đối với các thông số PM10, PM2,5, CO2, CO, NO2, SO2, nhiệt độ, độ ẩm, hướng gió,
tốc độ gió...
2.5.

Đề xuất giải pháp giảm thiểu sự phát thải các chất khí gấy ô nhiễm

-

Đề xuất các giải pháp quản lý phù hợp

-

Đề xuất các giải pháp công nghệ

3. Đối tượng và phạm vi
Đối tượng: Lượng khí thải phát sinh từ hoạt động đốt hở phụ phẩm nông nghiệp (trấu,
rơm rạ) tại vùng Tây Nam Bộ.
Phạm vi nghiên cứu: tỉnh An Giang thuộc vùng Tây Nam Bộ.
4. Thời gian nghiên cứu

Nghiên cứu bắt đầu từ tháng 12/2017 đến tháng 08/2018.
5. Phương pháp nghiên cứu
5.1. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp
Số liệu thứ cấp là nguồn dữ liệu đã được xử lý qua và được thu thập từ các cơ
quan, đơn vị, cá nhân, tập thể có liên quan đến đối tượng nghiên cứu.
5.2. Phương pháp khảo sát thực địa
Tiến hành quan sát tại thực địa nhằm thu thập và ghi lại các tài liệu trực quan,
hình ảnh liên quan tới đối tượng nghiên cứu, xác định vị trí lấy mẫu các chât khí ô
nhiễm, hoạt động đốt rơm rạ trên đồng ruộng, hoạt động đốt trấu...
5.3. Phương pháp điều tra xã hội học
Phương pháp này nhằm thu thập các số liệu sơ cấp, chưa qua xử lý bằng cách
phỏng vấn trược tiếp các đối tượng bằng phiếu điều tra hoặc các câu hỏi đã chuẩn bị
sẵn nhằm thu thập được số liệu từ câu trả lời của đối tượng phỏng vấn.

vii


5.4. Phương pháp quan trắc phân tích.
Sử dụng thiết bị đo nhanh khí thải Testo 350 XL và thiết bị đo bụi Sibata GT
331 để đo nhanh các thông số: PM10, PM2,5, CO, CO2, NO2, SO2 của khói thải từ hoạt
động đốt trấu, rơm rạ
5.5. Phương pháp kiểm kê
Lượng khí phát thải được kiểm kê bằng lượng rơm rạ đem đốt và hệ số phát thải
tương ứng của mỗi chất khí.
5.6. Phương pháp tổng hợp, phân tích, xử lý số liệu và viết báo cáo
Số liệu sau khi thu thập được tổng hợp và xử lý bằng các phần mềm tin học
(word, excel...) để viết báo cáo.
6. Tóm tắt kết quả đạt được
Tại An Giang, lượng rơm rạ phát sinh năm 2016 tại vụ Đông Xuân là 4067
nghìn tấn, vụ Hè Thu là 4074 nghìn tấn, vụ Thu Đông là 3147 nghìn tấn rơm rạ, lượng

trấu phát sinh là 794,95 nghìn tấn. Trong đó 62% số nông hộ có sử sụng rơm cho các
mục đích khác nhau như cho gia súc ăn, bán, ủ phân... 38% số hộ còn lại không sử
dụng rơm, phương thức xử lý chính là đốt. Tỉ lệ rơm rạ sử dụng tại vụ Đông xuân là
63,64%, vụ Hè Thu là 50,68% và vụ Thu đông là 60%. Lượng rơm rạ đem đốt năm
2016 vụ Đông xuân là 1213 nghìn tấn, vụ Hè Thu là 1647 nghìn tấn, vụ Thu Đông là
1031 nghìn tấn. Đối với gốc rạ, 100% được để phơi khô tự nhiên và đốt trực tiếp
ngoài đồng ruộng. 100% người dân được phỏng vấn nhận thức được các tác động từ
đốt rơm rạ đên môi trường và sức khỏe và là nguyên nhân dẫn đến các bệnh phổ biến
như: cay mắt, mờ mắt, tức ngực, khó thở, ngạt mũi… phát thải CO2 từ hoạt động đốt
rơm rạ là cao nhất (trung bình vụ Đông xuân 1,7 triệu tấn, vụ Hè Thu 2,4 triệu tấn,
vụ Thu Đông 1,5 triệu tấn), tiếp đến là CO (trên 41 nghìn tấn vụ Đông Xuân, 55 nghìn
tấn vụ Hè Thu, 30 nghìn tấn vụ Thu Đông). Tiếp theo lần lượt là PM2,5, PM10, SO2 và
thấp nhất là NO2
Vùng Tây Nam Bộ, năm 2016 lượng rơm rạ phát sinh là 73 triệu tấn, Tổng lượng
trấu phát sinh là 4,8 triệu tấn, lượng rơm rạ đem đốt là: 25,1 triệu tấn. Tổng lượng khí

viii


thải CO2 phát sinh lớn nhất (36,7 triệu tấn), tiếp đó là CO (872,62 nghìn tấn), PM2,5
(325,66 nghìn tấn), PM10 (93,05 nghìn tấn), SO2 (50,3 nghìn tấn) và thấp nhất là NO2
với 1,76 nghìn tấn.
Đánh giá lan truyền các chất khí ô nhiễm, tại khoảng cách 5m từ vị trí đốt, nồng
độ PM10 lớn nhất đo được là 452,2 µg/m3, nồng độ PM2,5 lớn nhất là 316,3 µg/m3,
nồng độ CO2 lớn nhất là 954 mg/m3, nồng độ CO lớn nhất là 12779 µg/m3, 1522,8
µg/m3 gấp hơn 8 lần so với quy chuẩn cho phép, nồng độ SO2 cao nhất là 5030 µg/m3
gấp hơn 14 lần so với quy chuẩn cho phép. Khoảng cách an toàn để tránh những ảnh
hưởng của khói thải là 250m. 100% người dân nhận thức được các tác động từ đốt
rơm rạ đên môi trường và sức khỏe. Chính vì vậy việc áp dụng các giải pháp khoa
học công nghệ để tăng tỷ lệ sử dụng rơm, rạ là rất cần thiết.

ix


Luận văn đủ ở file: Luận văn full