Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường Nghiên cứu kiểm kê khí thảí từ hoạt động đốt trấu rơm rạ vùng Tây Nam Bộ

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


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của rơm rạ .................................................................5
Bảng 1.2. Thành phần và các hỗn hợp chủ yếu của tro trong rơm [3] ........................6
Bảng 1.3. Ứng dụng của rơm rạ trong nông nghiệp [3] ..............................................7
Bảng 1.4. Ứng dụng của rơm rạ trong lĩnh vực hóa chất [3] ......................................7
Bảng 1.5. Lượng rơm rạ phát sinh theo từng khu vực [4] ..........................................8
Bảng 1.6. Thành phần hóa học của tro trấu ..............................................................11
Bảng 1.7. Lượng phát thải khí nhà kính sau đốt rơm của các tỉnh ĐBSCL [5] ........16
Bảng 1.8. Phát thải toàn cầu của một số chất khí ô nhiễm [9] ..................................18
Bảng 1.9. Phát thải từ đốt sinh khối tại khu vực Châu Á năm 2000 [10] .................19
Bảng 1.10. Phát thải CO2 tại Bắc Kinh, Trung Quốc [11] ........................................19
Bảng 1.11. Lượng khí phát thải từ việc đốt sinh khối tại Thái Lan [12] ..................19
Bảng 2.1. Những dữ liệu, thông tin cần thu thập ......................................................26
Bảng 2.2. Đối tượng, số lượng điều tra cần thực hiện ..............................................27
Bảng 2.3. Tọa độ và vị trí lấy mẫu tại An Giang ......................................................28
Bảng 2.4. Thông tin vị trí lấy mẫu ............................................................................30
Bảng 2.5. Hệ số phát thải khí ô nhiễm trong các nghiên cứu khác ...........................36
Bảng 3.1. Lượng rơm rạ phát sinh theo diện tích .....................................................38
Bảng 3.2. Hiệu suất cháy rơm, rạ tại An Giang ........................................................38
Bảng 3.3. Kết quả kiểm kê các chất khí ô nhiễm tại An Giang năm 2016 ...............51
Bảng 3.4. Thông số thiết bị sản xuất viên nén trấu ...................................................72

x


DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Củi trấu thành phẩm ..................................................................................12
Hình 1.2. Bản đồ vùng đồng bằng sông Cửu Long...................................................20
Hình 1.3. Bản đồ tỉnh An Giang ...............................................................................23
Hình 2.1. Vị trí lấy mẫu 1 tại xã An Hòa, huyện Châu Thành .................................28
Hình 2.2. Vị trí lấy mẫu 2 tại xã An Bình, huyện Thoại Sơn ...................................29
Hình 2.3. Vị trí lấy mẫu 3 tại xã An Tức, huyện Tri Tôn .........................................29
Hình 2.4. Vị trí lấy mẫu theo hướng gió ...................................................................30
Hình 2.5. Thiết bị đo nhanh Testo 350 XL ...............................................................31
Hình 2.6. Thiết bị đo bụi Sibata GT-331 ..................................................................32
Hình 2.7. Lắp đặt thiết bị đo và đo nhanh mẫu nền ..................................................33
Hình 2.8. Lập ô tiêu chuẩn ........................................................................................35
Hình 2.9. Thu rơm rạ trên ô tiêu chuẩn .....................................................................35
Hình 3.1. Diện tích và sản lượng lúa theo các năm [20] ...........................................39
Hình 3.2. Diện tích và sản lượng vụ Đông Xuân [20] ..............................................40
Hình 3.3. Diện tích và sản lượng vụ Hè Thu [20].....................................................40
Hình 3.4. Diện tích và sản lượng vụ Thu Đông [20] ................................................40
Hình 3.5. Diện tích trồng lúa vùng Tây Nam Bộ năm 2016 [20] .............................41
Hình 3.6. Sản lượng lúa vùng Tây Nam Bộ năm 2016 [20] ....................................41
Hình 3.7. Lượng rơm rạ phát sinh tại An Giang qua các năm ..................................42
Hình 3.8. Lượng rơm rạ phát sinh tại Tây Nam Bộ năm 2016 .................................43
Hình 3.9. Lượng trấu phát sinh qua các năm tại An Giang ......................................44
Hình 3.10. Lượng trấu phát sinh vùng Tây Nam Bộ năm 2016................................45
Hình 3.11. Gặt lúa bằng tay ......................................................................................46
Hình 3.12. Gặt lúa bằng máy ....................................................................................46
Hình 3.13. Tỷ lệ sử dụng rơm rạ ...............................................................................47
Hình 3.14. Các phương thức sử dụng rơm ................................................................48
Hình 3.15. Tỷ lệ sử dụng và đốt rơm rạ theo mùa vụ ...............................................48

xi

Hình 3.16. Lượng rơm rạ đem đốt tại An Giang qua các năm..................................49
Hình 3.17. Lượng rơm, rạ đem đốt vùng Tây Nam Bộ năm 2016............................50
Hình 3.18. Phát thải PM10 theo mùa vụ ....................................................................52
Hình 3.19. Phát thải PM2,5 theo mùa vụ ....................................................................52
Hình 3.20. Phát thải CO theo mùa vụ........................................................................52
Hình 3.21. Phát thải CO2 theo mùa vụ ......................................................................52
Hình 3.22. Phát thải NO2 theo mùa vụ ......................................................................53
Hình 3.23. Phát thải SO2 theo mùa vụ .......................................................................53
Hình 3.24. Kết quả kiểm kê vùng Tây Nam Bộ ........................................................53
Hình 3.25. Đốt rơm rạ trực tiếp trên đồng ................................................................55
Hình 3.26. Đốt rơm rạ gần đường và khu dân cư .....................................................56
Hình 3.27. Nồng độ PM10 tại VT1 ............................................................................57
Hình 3.28. Nồng độ PM10 tại VT2 ............................................................................57
Hình 3.29. Nồng độ PM10 tại VT3 ............................................................................57
Hình 3.30. Nồng độ PM2,5 tại VT1 ...........................................................................58
Hình 3.31. Nồng độ PM2,5 tại VT2 ...........................................................................58
Hình 3.32. Nồng độ PM2,5 tại VT3 ............................................................................58
Hình 3.33. Nồng độ CO2 tại VT1 ..............................................................................59
Hình 3.34. Nồng độ CO2 tại VT2 ..............................................................................59
Hình 3.35. Nồng độ CO2 tại VT3 ..............................................................................59
Hình 3.36. Nồng độ CO tại VT1 ...............................................................................60
Hình 3.37. Nồng độ CO tại VT2 ...............................................................................60
Hình 3.38. Nồng độ CO tại VT3 ...............................................................................60
Hình 3.39. Nồng độ NO2 tại VT1 .............................................................................61
Hình 3.40. Nồng độ NO2 tại VT2 .............................................................................61
Hình 3.41. Nồng độ NO2 tại VT3 .............................................................................62
Hình 3.42. Nồng độ SO2 tại VT1 ..............................................................................63
Hình 3.43. Nồng độ SO2 tại VT2 ..............................................................................63
Hình 3.44. Nồng độ SO2 tại VT3 ..............................................................................63

xii


Hình 3.45. Ảnh hưởng từ đốt rơm rạ tới môi trường ................................................65
Hình 3.46. Đánh giá sự ảnh hưởng từ đốt rơm rạ tới sức khỏe người dân ...............65
Hình 3.47. Máy cuộn rơm .........................................................................................68
Hình 3.48. Máy bó rơm tự hành ................................................................................69
Hình 3.49. Viên nén từ rơm rạ ..................................................................................73

xiii


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

BC

Các bon đen

ĐBSCL

Đồng bằng sông Cửu Long

ĐBSH

Đồng bằng sông Hồng

ĐHQGHN

Đại học Quốc gia Hà Nội

KH & CN

Khoa học và công nghệ

KKNT

Kiểm kê nguồn thải

KNK

Khí nhà kính

MCE

Hiệu suất cháy

NXB

Nhà xuất bản

OC

Các bon hữu cơ

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

TTXVN

Thông tấn xã Việt Nam

UBND

Ủy ban nhân dân

VT

Vị trí

xiv


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
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

1


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.
Đề tài này là 1 phần nội dung từ nội dung 3 đến nội dung 7 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. Sơ đồ nghiên cứu tổng thể của cả đề
tài được thể hiện trong hình dưới đây:
(1): Nghiên cứu xác định hệ số phát thải các chất khí
gây ô nhiễm môi trường không khí do hoạt động đốt hở
trấu vùng Tây Nam Bộ

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: TNMT.
2017.05.18

(2): Nghiên cứu xác định hệ số phát thải các chất khí
gây ô nhiễm môi trường không khí do hoạt động đốt rơm
rạ trên đồng ruộng vùng Tây Nam Bộ
(3): Điều tra, khảo sát về lượng phát sinh theo mùa và
phương thức sử dụng trấu cho các mục đích khác nhau
tại các tỉnh/thành phố vùng Tây Nam Bộ phục vụ kiểm
kê khí nhà kính

(4): Điều tra, khảo sát về lượng phát sinh theo mùa và
phương thức sử dụng rơm rạ cho các mục đích khác
nhau tại các tỉnh/thành phố vùng Tây Nam Bộ phục vụ
kiểm kê khí nhà kính
(5): Kiểm kê lượng khí thải phát sinh từ việc đốt rơm
rạ trên đồng ruộng và đốt trấu tại các nhà máy xay xát
vào các mùa vụ khác nhau tại 13 tỉnh thành vùng đồng
bằng sông Cửu Long
(6): Đánh tác động ô nhiễm môi trường không khí do
hoạt động đốt trấu xung quanh khu vực thải của nhà máy
xay xát

(7): Đánh tác động ô nhiễm môi trường không khí do
hoạt động đốt rơm rạ trên đồng ruộng

2


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

-

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...

3


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

4


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu về rơm rạ

1.1.1. Nguồn gốc, thành phần của rơm rạ
Rơm rạ là phần thân, gốc lúa bị bỏ trực tiếp ngoài đồng sau khi thu hoạch hạt.
Gốc rạ và rơm có chứa nhiều Xenlulozơ, lignin, hemi-xenlulô, các hợp chất trích ly
và nhiều thành phần khác.
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của rơm rạ
Thành
phần

Xenlulozơ

Tỷ lệ
(%)

7,08

Hemi-xenlulô

Các hợp
chất trích
ly

Độ
ẩm

Lignin

Tro

Tổng

42,41

12,65

18,62

6,48

12,76

100

Nguồn [1]
1.1.2. Hiện trạng phát sinh rơm rạ tại Việt Nam
1.1.2. Hiện trạng sử dụng, thải bỏ rơm, rạ
Rơm rạ thường được dùng làm nhiên liệu đun nấu, đốt, rải trên đồng, cày vùi
vào đất hoặc sử dụng như là chất che phủ cho các cây trồng... Mỗi cách quản lý khác
nhau, về lâu dài, đều ảnh hưởng đến toàn bộ sự cân bằng và tình trạng dinh dưỡng
trong đất. Theo thói quen của người nông dân thu hoạch xong là đốt đồng. Việc đốt
rơm rạ không được khuyến khích vì nhiều lý do:
 Đốt rơm rạ gây ra sự mất mát gần như hoàn toàn N. Lượng P mất đi khoảng
25%, K mất đi khoảng 20% và S mất từ 5-60% [2].
 Lượng dinh dưỡng mất mát tuỳ thuộc vào cách thức đốt rơm rạ. Ở những vùng
mà thu hoạch đã được cơ giới hoá, hầu như tất cả rơm rạ được trải đều trên đồng và
được đốt nhanh chóng tại chỗ, vì thế sự mất mát S, P và K là nhỏ. Một số vùng thu
hoạch lúa bằng cắt tay thì rơm rạ được để thành đống ở chỗ tuốt lúa và được đốt sau
khi thu hoạch, vì thế tro không được rải đều trên đồng, nên gây ra sự mất mát khoáng

5

chất rất lớn. Các nguyên tố K, Si, Ca, Mg dễ bị rửa trôi từ đống tro. Hơn nữa, việc
làm như vậy sẽ gây nên sự chuyển dịch dinh dưỡng rất lớn từ ngoại vi vào giữa ruộng,
và đôi khi là từ những thửa ruộng xung quanh vào ruộng trung tâm, làm cho hiệu quả
sử dụng chúng bị giảm đi rất nhiều, vì nơi quá thừa, nơi quá thiếu [2]. Mặc dù việc
đốt rơm rạ gây ra ô nhiễm không khí và mất mát dinh dưỡng, nhưng lại là biện pháp
giải phóng nhanh mặt bằng canh tác và giảm thiểu sâu bệnh hại.
Bảng 1.2. Thành phần và các hỗn hợp chủ yếu của tro trong rơm [3]
Rơm lúa nước

Thành phần
Tính theo % nhiên liệu khô
Cacbon liên kết

15,86

Chất bay hơi

65,47

Tro

18,67

Tổng

100,00

Thành phần hỗn hợp của tro (%)
SiO2

74,67

CaO

3,01

MgO

1,75

Na2O

0,96

K2 O

12,30

 Ứng dụng của rơm rạ
Hiện nay rơm rạ được ứng dụng rất nhiều trong các lĩnh vực khác nhau đặc
biệt là trong nông nghiệp như: phủ đất, lót ổ cho gia súc, gia cầm, chất nền trong
trồng trọt, ủ phân... Các ứng dụng rơm rạ trong nông nghiệp được thể hiện trong
Bảng 1.3.

6


Bảng 1.3. Ứng dụng của rơm rạ trong nông nghiệp [3]
Ứng dụng

Mô tả

Phủ đất

Phủ một lớp vật liệu chết (không hoạt động) lên bề mặt đất

Phân ủ

Quá trình phân giải để khôi phục một phần các chất dinh
dưỡng và thành phần hữu cơ

Lót ổ cho gia súc

Phổ biến trong chăn nuôi gia súc

Chất nền trong
trồng trọt

Các khối kiển rơm rạ có thể sử dụng trong sản xuất nhiều loại
cây trồng, dưa chuột, cà chua, cây cảnh...

Chống sương giá

Thường được ứng dụng kết hợp với phương pháp phủ đất và
phân ủ trong khí hậu giá rét.

Nuôi giun

Sử dụng làm chất nền để nuôi giun

Gieo hạt trong
nước

Rơm rạ nghiền sợi được sử dụng trong gieo hạt nước - gieo
trồng dọc theo các bờ dốc đứng nhằm chống xói mòn.

Trồng cây cảnh

Rơm thô hoặc nghiền đều có thể sử dụng trong nghề trồng cây
cảnh

Làm ổ gia cầm

Ổ gia cầm bằng rơm có thể sử dụng trong hệ thống ổ ráp nối

Trộn bùn thải

Làm vật mang trong ủ và phân hủy bùn cống.

Bên cạnh những ứng dụng trong nông nghiệp, hiện nay rơm rạ còn được sử
dụng rất nhiều trong lĩnh vực hóa chất (Bảng 1.4)
Bảng 1.4. Ứng dụng của rơm rạ trong lĩnh vực hóa chất [3]
Quy trình xử lý

Sản phẩm

Thủy phân

Pentoza, glucoza và lignin

Các quá trình nhiệt phân

Khí tổng hợp

Xử lý kết hợp

Tấm xơ ép và alcohol.

Hòa tan xenluloza nhớt

Sợi nhân tạo tổng hợp

Linhin bột

Chất keo dán

Thủy phân axit - lên men

Glucoza, xenlobioza hay xiro xyloza

Lên men vi sinh

Protein đơn bào

Lên men

Sản xuất ethanol

1.1.2. Hiện trạng phát sinh rơm rạ ở Việt Nam hiện nay

7


Tại Việt Nam, rơm rạ có mặt tập trung chủ yếu ở vùng đồng bằng sông Hồng
và đồng bằng sông Cửu Long. Theo số liệu thống kê thì năm 2016 Việt Nam có
khoảng 7,7 triệu ha đất trồng lúa, sản lượng năm 2016 là 43,6 triệu tấn lúa [4]. Lượng
phát sinh rơm rạ hằng năm theo khu vực được trình bày trong Bảng 1.5.
Bảng 1.5. Lượng rơm rạ phát sinh theo từng khu vực [4]

(nghìn ha)

(nghìn tấn)

Lượng rơm rạ
phát sinh (nghìn
tấn)

Đồng bằng Sông Hồng

1.094

6.579

8.882

Bắc trung bộ và Duyên hải
miền Trung

1.215

6.879

9.287

Đồng bằng sông Cửu Long

4.285

24.227

32.706

Cả nước

7.790

43.610

58.873

Khu vực

Diện tích lúa Sản lượng lúa

Lượng rơm rạ phát sinh tại vùng đồng bằng sông Cửu Long chiếm nhiều nhất
trong cả nước (32.706 nghìn tấn/năm). Thông thường, sau khi gặt xong lúa, một lượng
nhỏ rơm được sử dụng, phần lớn rơm và gốc rạ được đốt trực tiếp trên đồng ruộng.
Việc đốt rơm rạ không những gây ô nhiễm môi trường mà còn lãng phí một lượng rất
lớn chất dinh dưỡng mà đất rất cần. Các nhà khoa học khuyến cáo người nông dân

nên vùi rơm rạ vào đất bằng biện pháp cày, xới để bổ sung dưỡng chất cho đất.
b. Hiện trạng sử dụng và thải bỏ rơm rạ
Hiện nay rơm rạ cũng đang dần được sử dụng cho các mục đích khác nhau như
đã nêu ở Bảng 1.3 và 1.4. Tuy nhiên một số phương thức sử dụng với lượng rơm rạ
lớn thường được sử dụng như: trồng nấm, ủ phân, sản xuất dầu sinh học, làm giấy…
 Sử dụng rơm rạ trồng nấm
Từ nhiều năm qua rơm, rạ đã dược tận dụng để trồng nấm rơm. Tuy nhiên với
khối lượng rơm lớn từ những cánh đồng thì nếu trồng theo kiểu nhỏ lẻ sẽ không thể
nào giải quyết được một lượng rơm lớn phát sinh hằng năm [4]
 Sử dụng rơm rạ làm phân hữu cơ

8