Điều tra lượng phế thải đồng ruộng và đề xuất một số giải pháp xử lý tại xã phúc sơn- huyện chiêm hóa- tỉnh tuyên quang

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA MÔI TRƯỜNG  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Ơ TÊN ĐỀ TÀI: ĐIỀU TRA LƯỢNG PHẾ THẢI ĐỒNG RUỘNG VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP XỬ LÝ TẠI XÃ PHÚC SƠN HUYỆN CHIÊM HÓA- TỈNH TUYÊN QUANG Người thực hiện : VŨ THỊ MỸ LINH Lớp : MTA Khóa : 55 Chuyên ngành : MÔI TRƯỜNG Giáo viên hướng dẫn : TS. ĐING HỒNG DUYÊN Địa điểm thực tập : PHÚC SƠN – CHIÊM HÓA – TUYÊN QUANG HÀ NỘI – 2014 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành quá trình thực tập tốt nghiệp, ngoài sự nỗ lực của bản thân tôi đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ nhiệt tình của các tập thể, cá nhân trong và ngoài trường. Trước hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sắc tới các thầy, cô giáo của khoa Môi trường, trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã giúp tôi hoàn thành quá trình thực tập tốt nghiệp. Đặc biệt tôi xin chân thành cảm ơn TS. Đinh Hồng Duyên, người đã tận tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Khóa luận này sẽ không thể hoàn thành được nếu không có lòng tốt và hiếu khách của người dân xã Phúc Sơn, huyện Chiêm Hóa, tỉnh Tuyên Quang. Tôi xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tất cả các cán bộ nhân viên của UBND xã Phúc Sơn đã ủng hộ, giúp đỡ nhiệt tình cho tôi thực hiện đề tài này. Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, người thân và bạn bè đã giúp đỡ, khích lệ tôi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 19 tháng 05 năm 2014 Sinh viên Vũ Thị Mỹ Linh i MỤC LỤC TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI i 2.4.1. Các nghiên cứu trên thế giới 14 2.4.2. Các nghiên cứu trong nước 17 3.4.5. Phương pháp xử lý số liệu 23 4.3.2. Tiến hành thí nghiệm sản xuất TSH bằng phương pháp đốt gián tiếp và đốt trực tiếp 49 ii DANH MỤC TỪ VIÊT TẮT Bộ NN&PTNT : Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn BVTV : Bảo vệ thực vật CNH- HĐH : Công nghiệp hóa- hiện đại hóa CT1 : Công thức 1 CT2 : Công thức 2 CTĐC : Công thức đối chứng CTTN : Công thức thực nghiệm FAO : Tổ chức nông lương Liên Hợp Quốc KH- KT : Khoa học kỹ thuật SC : Đăng ký sáng chế TSH : Than sinh học UBND : Ủy ban nhân dân iii DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Số lượng chất thải hữu cơ ở Trung Quốc 7 Bảng 2.2: Số lượng chất thải hữu cơ ở Mỹ 8 Bảng 4.1: Hiện trạng sử dụng đất xã Phúc Sơn năm 2012 27 Bảng 4.2: Số lượng gia súc, gia cầm xã Phúc Sơn 29 Bảng 4.3: Tổng hợp dân số các thôn của xã năm 2013 29 Bảng 4.4: Nguồn phát sinh phế thải đồng ruộng qua từng thời kỳ trong năm 32 Bảng 4.5: Kết quả điều tra khối lượng phế thải hữu cơ đồng ruộng của 35 94 hộ dân xã Phúc Sơn 35 Bảng 4.6: Kết quả điều tra lượng phế thải đồng ruộng của các thôn 36 thuộc địa bàn xã Phúc Sơn 36 Bảng 4.7: Dự báo lượng phế thải hữu cơ đồng ruộng xã Phúc Sơn 36 năm 2014 36 Bảng 4.8: Kết quả điều tra lượng phân bón sử dụng trong nông nghiệp của 94 hộ dân xã Phúc Sơn 39 Bảng 4.9: Kết quả điều tra các loại thuốc BVTV được sử dụng chủ yếu trong xã Phúc Sơn 40 Bảng 4.10: Kết quả điều tra khối lượng phế thải vô cơ đồng ruộng của 40 94 hộ dân xã Phúc Sơn 40 Bảng 4.11: Dự báo lượng phế thải vô cơ đồng ruộng xã Phúc Sơn năm 2014 41 Bảng 4.12: Tổng lượng phế thải đồng ruộng xã Phúc Sơn 42 Bảng 4.13: Thành phần phế thải đồng ruộng xã Phúc Sơn 43 giai đoạn 2011 - 2013 43 Bảng 4.14: Dự báo thành phần phế thải đồng ruộng xã Phúc Sơn 45 năm 2014 45 Bảng 4.15: Kết quả điều tra các hình thức xử lý phế thải đồng ruộng 46 Bảng 4.16: Thành phần TSH đốt trực tiếp và gián tiếp từ rơm rạ 51 iv DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Tình hình phát triển số lượng đăng ký sáng chế về TSH 16 Hình 2.2: Các công ty dẫn đầu số lượng đăng ký sáng chế về TSH 17 Hình 4.1: Vị trí xã Phúc Sơn – huyện Chiêm Hóa – tỉnh Tuyên Quang 25 Hình 4.2: Nguốc gốc phát sinh phế thải đồng ruộng xã Phúc Sơn 34 4.2.2.Khối lượng phế thải đồng ruộng 34 Hình 4.3: Vỏ bao bì, lọ thuốc trừ sâu người dân vứt bừa bãi 43 Hình 4.4: Rơm rạ sau khi thu hoạch bỏ lại trên bờ ruộng, bờ mương 47 Hình 4.5: Rơm rạ được đốt ngay trên mặt ruộng 47 Hình 4.6: Mô hình đốt theo phương pháp đốt gián tiếp 50 Hình 4.7: Mẫu TSH thu được từ phương pháp đốt gián tiếp 52 Hình 4.8: Biểu đồ thí nghiệm khả năng giữ ẩm của TSH trong đất 53 v Phần 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1. Tính cấp thiết của đề tài Từ xưa đến nay, nông nghiệp vẫn luôn là một lợi thế to lớn của nước ta với trên 10 triệu ha đất nông nghiệp, trong đó có hai vùng đồng bằng phì nhiêu là đồng bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long. Việc tự do hóa sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là sản xuất lúa gạo đã giúp Việt Nam vươn lên đứng thứ hai trên thế giới về xuất khẩu gạo. Bên cạnh mức tăng trưởng xuất khẩu nông sản còn đọng lại rất nhiều vấn đề là bãi chứa, đầu ra cho các phế phẩm nông nghiệp sau thu hoạch như rơm rạ, vỏ trấu, thân lá mía Số lượng hàng trăm tấn nông sản được tạo ra hàng năm tương đương với con số gấp nhiều lần như thế về phế thải nông nghiệp. Tất cả các nguồn phế thải này một phần bị thiêu đốt gây ô nhiễm không khí góp phần gây ra hiện tượng hiệu ứng nhà kính, phần còn lại (đặc biệt là vỏ bao bì, chai lo, thuốc trừ sâu ) không được xử lý đúng cách gây ô nhiễm nghiêm trọng môi trường đất, nước và là ổ dịch bệnh lây lan rất nguy hiểm trên đồng ruộng. Trong bối cảnh các nguồn tài nguyên đang cạn kiệt thì việc tận thu, tái chế tái sử dụng nguyên vật liệu nói chung và phế thải đồng ruộng nói riêng là một trong những giải pháp hết sức quan trọng hiện nay. Nguồn phế thải đồng ruộng được tận dụng tái chế thành than sinh học (TSH) hiện đang là hướng đi được nhiều người quan tâm. Than sinh học (TSH) được sản xuất từ các loại vật liệu hữu cơ trong điều kiện được đốt gián tiếp ở nhiệt độ cao. TSH được mệnh danh là “vàng đen trong nông nghiệp” vì những ứng dụng của nó trong nông nghiệp và môi trường. Hàm lượng carbon cao cùng với độ xốp tự nhiên của TSH giúp đất giữ được nước và các chất dinh dưỡng, đồng thời bảo vệ các loại vi khuẩn sống trong đất, chống lại tác động xấu của thời tiết, xói mòn đất. Hơn nữa, TSH còn đóng vai trò là bể chứa carbon tự nhiên có khả năng 1 lưu trữ CO 2 trong đất. Theo nhiều nghiên cứu gần đây thì việc bổ sung một lượng nhỏ TSH vào trong đất cũng làm tăng đáng kể năng suất cây trồng. Xã Phúc Sơn là một xã miền núi thuộc huyện Chiêm Hóa, tỉnh Tuyên Quang, dân cư sống chủ yếu bằng nghề nông, vì vậy số lượng phế thải nông nghiệp sau thu hoạch là khá lớn. Trước đây, phần lớn phế thải nông nghiệp sau thu hoạch dùng để đun nấu, làm thức ăn cho gia súc Nhưng mấy năm trở lại đây đời sống của người dân đã được cải thiện nên đa số người dân đã không cần đến rơm rạ để đun nấu. Mặc dù vậy việc giải phóng mặt ruộng để chuẩn bị cho vụ sau là không thể tránh khỏi nên lựa chọn phổ biến của người dân để giải quyết việc giải phóng mặt ruộng là đốt phế thải ngay trên đồng ruộng. Việc đốt phế thải đồng ruộng gây ô nhiễm bầu không khí, ảnh hưởng đến sức khỏe và làm mất an toàn giao thông trên nhiều tuyến đường. Xuất phát từ thực tế trên cùng với sự hướng dẫn của TS. Đinh Hồng Duyên- Bộ môn Vi sinh vật- Khoa Môi trường- Đại học Nông nghiệp Hà Nội, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “ Điều tra lượng phế thải đồng ruộng và đề xuất một số giải pháp xử lý tại xã Phúc Sơn- huyện Chiêm Hóa- tỉnh Tuyên Quang” 1.2. Mục đích- yêu cầu 1.2.1. Mục đích nghiên cứu - Điều tra, đánh giá lượng phế thải đồng ruộng trong sản xuất nông nghiệp tại xã Phúc Sơn, huyện Chiêm Hóa, tỉnh Tuyên Quang. - Đề xuất một số giải pháp quản lý và xử lý phế thải đồng ruộng. 1.2.2. Yêu cầu nghiên cứu - Đi khảo sát thực địa. - Tiến hành đốt gián tiếp phế thải thành than sinh học. - Phân tích các chỉ tiêu. - Các số liệu phải trung thực, chính xác. 2 Phần 2 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1. Thực trạng sản xuất nông nghiệp và phế thải đồng ruộng trên Thế giới và ở Việt Nam 2.1.1. Thực trạng sản xuất nông nghiệp trên Thế giới và ở Việt Nam 2.1.1.1. Khái niệm và một số thuật ngữ về nông nghiệp Nông nghiệp là quá trình sản xuất lương thực, thực phẩm, tơ, sợi và sản phẩm mong muốn khác bởi trồng trọt những cây trồng chính và chăn nuôi gia súc. Công việc nông nghiệp cũng được biết đến bởi những người nông dân, trong khi đó các nhà khoa học, những nhà phát minh thì tìm cách cải tiến phương pháp, công nghệ và kỹ thuật để làm tăng năng suất cây trồng, vật nuôi (Từ điển bách khoa Việt Nam 3, 2003). Nông nghiệp thuần nông hay nông nghiệp sinh nhai là lĩnh vực sản xuất nông nghiệp có đầu vào hạn chế, sản phẩm đầu ra chủ yếu phục vụ cho chính gia đình của mỗi người nông dân. Không có sự cơ giới hóa trong nông nghiệp sinh nhai (Từ điển bách khoa Việt Nam 3, 2003). Nông nghiệp chuyên sâu: là lĩnh vực sản xuất nông nghiệp được chuyên môn hóa trong tất cả các khâu sản xuất nông nghiệp, gồm cả việc sử dụng máy móc trong trồng trọt, chăn nuôi, hoặc trong quá trình chế biến sản phẩm nông nghiệp. Nông nghiệp chuyên sâu có nguồn đầu vào sản xuất lớn, bao gồm cả việc sử dụng hóa chất diệt sâu, diệt cỏ, phân bón, chọn lọc, lai tạo giống, nghiên cứu các giống mới và mức độ cơ giới hóa cao. Sản phẩm đầu ra chủ yếu dùng vào mục đích thương mại, làm hàng hóa bán ra trên thị trường hay xuất khẩu (Từ điển bách khoa Việt Nam 3, 2003). Nông nghiệp hiện đại vượt ra khỏi sản xuất nông nghiệp truyền thống, loại sản xuất nôn nghiệp chủ yếu tạo ra lương thực cho con người hay làm thức ăn cho các con vật. Các sản phẩm nông nghiệp hiện đại ngày nay ngoài 3 lương thực, thực phẩm truyền thống phục vụ cho con người còn các loại khác như: sợi dệt (sợi bông, sợi len, lụa, sợi lanh), chất đốt (mê tan, dầu sinh học, ethanol ), da thú, cây cảnh, sinh vật cảnh, chất hóa học (tinh bột, đường, mì chính, cồn, nhựa thông), lai tạo giống, các chất gây nghiện cả hợp pháp và không hợp pháp như (thuốc lá, cocaine ) (Từ điển bách khoa Việt Nam 3, 2003). Thế kỷ 20 đã trải qua một sự thay đổi lớn trong sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là sự cơ giới hóa trong nông nghiệp và ngành sinh hóa trong nông nghiệp. Các sản phẩm sinh hóa nông nghiệp gồm các hóa chất để lai tạo, gây giống, các chất trừ sâu, diệt cỏ, diêt nấm, phân đạm. 2.1.1.2. Thực trạng sản xuất nông nghiệp trên Thế giới Trong báo cáo Triển vọng mùa màng và tình hình lương thực, Tổ chức Nông Lương Liên Hợp Quốc (FAO) dự báo tổng sản lượng ngũ cốc của vụ mùa 2012-2013 sẽ đạt mức 2.310 triệu tấn, tăng 68 triệu tấn (3%) so với vụ mùa 2011-2012 (Tổ chức Nông Lương Liên Hợp Quốc (FAO), 2012). Tổng sản lượng lúa mì Thế giới năm 2012/13 đạt kỷ lục 705,38 triệu tấn, tăng 50,11 triệu tấn (+7,65%) so với sản lượng 655,27 triệu tấn của năm 2011/12. Tống sản lượng ngũ cốc thô thế giới đạt 1236,5 triệu tấn trong năm 2012/13, tăng 2,0% so với 1211,77 triệu tấn của năm 2011/12 (Bách khoa toàn thư mở Wikipedia, 2013). Sản lượng gạo Thế giới năm 2013 đạt 499,1 triệu tấn, cao hơn 1,9% hay 9 triệu tấn so với mức 490 triệu tấn của năm 2012 nhưng thấp hơn các năm 2010 và 2011 (Tổ chức Nông Lương Liên Hợp Quốc (FAO), 2012). Theo FAO, trong vòng 25-50 năm tới sản lượng lương thực cần phải tăng gấp đôi nhằm đáp ứng nhu cầu lương thực của dân số Thế giới sẽ tăng khoảng 3 tỷ người vào năm 2050 (Bách khoa toàn thư mở Wikipedia, 2010). 2.1.1.3. Thực trạng sản xuất nông nghiệp ở Việt Nam Theo báo cáo kết quả thực hiện 12 tháng năm 2012 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, tổng sản lượng lương thực có hạt cả năm 4 [...]... của xã Phúc Sơn - Hiện trạng phế thải đồng ruộng của xã Phúc Sơn\ + Nguồn phát sinh phế thải đồng ruộng + Khối lượng phế thải đồng ruộng + Thành phần phế thải đồng ruộng + Kết quả điều tra các hình thức xử lý phế thải đồng ruộng + Những thuận lợi và khó khăn trong công tác thu gom và xử lý phế thải đồng ruộng tại xã Phúc Sơn - Xử lý phế thải đồng ruộng theo phương pháp đốt gián tiếp + Xây dựng mô hình... thấy, phế thải đồng ruộng có thể mang lại những lợi ích thiết thực về kinh tế- xã hội, về môi trường và sức khỏe con người Đồng thời, cũng có thể gây ra những ảnh hưởng không nhỏ nếu như nó không được quản lý và xử lý chặt chẽ Vì vậy, quản lý và xử lý phế thải đồng ruộng là một vấn đề cần được quan tâm đúng lúc 2.3 Các biện pháp xử lý phế thải đồng ruộng hiện nay 2.3.1 Phương pháp đốt Đây là biện pháp. .. cứu Phế thải đồng ruộng tại xã Phúc Sơn, huyện Chiêm Hóa, tỉnh Tuyên Quang 3.2 Phạm vi nghiên cứu - Phạm vi không gian: xã Phúc Sơn, huyện Chiêm Hóa, tỉnh Tuyên Quang - Phạm vi thời gian: từ ngày 09/01/2014- 09/05/2014 3.3 Nội dung nghiên cứu - Điều kiện tự nhiên- kinh tế xã hội của xã Phúc Sơn + Điều kiện tự nhiên + Điều kiện kinh tế xã hội + Những thuận lợi và khó khăn của xã Phúc Sơn - Hiện trạng phế. .. chuồng - Xử lý rồi dùng làm phân bón, làm thức ăn chăn nuôi - Sản xuất giấy gỗ và ván ép - Để sản xuất điện hoặc sản xuất khí đốt phục vụ cho sinh hoạt và cho sản xuất 2.2.3 Tính kinh tế trong xử lý phế thải đồng ruộng Việc quản lý phế thải đồng ruộng phù hợp mang lại lợi ích về xã hội, môi trường và kinh tế thì việc xử lý một lượng lớn phế thải đồng ruộng qua chế biến thành phân compost và thu hồi... quan đến nông nghiệp và môi trường về vấn đề quản lý, xử lý phế thải đồng ruộng tại địa phương nghiên cứu Phần 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 4.1 Điều kiện tự nhiên- kinh tế xã hội của xã Phúc Sơn 4.1.1 Điều kiện tự nhiên a Vị trí địa lý 23 Phúc Sơn là xã vùng cao thuộc huyện Chiêm Hoá tỉnh Tuyên Quang, xã được hình thành từ hai xã Kim Sơn và Phúc Hậu hợp nhất lại, cách huyện lỵ Chiêm Hoá khoảng 25km... tuổi, các cán bộ trong xã để lấy ý kiến đánh giá khách quan về điểm mạnh, điểm yếu, cơ hội và thách thức hiện tại của xã trong vấn đề xử lý phế thải đồng ruộng - Thống kê các ý kiến để đưa ra kết luận từ đó đưa ra giải pháp phù hợp trong việc quản lý và xử lý phế thải đồng ruộng của địa phương 3.4.3 Phương pháp xử lý phế thải đồng ruộng - Vật liệu thí nghiệm: dùng 4kg cho mỗi phương pháp đốt - Bố trí thí... nghiệm sản xuất TSH bằng phương pháp đốt gián tiếp và đốt trực tiếp + Kết quả phân tích các chỉ tiêu của than sinh học - Đánh giá hiệu quả kinh tế, xã hội, môi trường 20 + Hiệu quả về kinh tế + Hiệu quả về xã hội + Hiệu quả về môi trường - Đề xuất một số giải pháp quản lý và xử lý phế thải đồng ruộng + Giải pháp về cơ chế chính sách + Giải pháp về quản lý + Giải pháp về công nghệ xử lý 3.4 Phương pháp nghiên... Việc xử lý phế thải đồng ruộng bằng phương pháp ủ phân compost cung cấp một lượng phân bón rất lớn cho trồng trọt, còn nếu xử lý bằng phương pháp biogas thì có thể cung cấp một lượng khí đốt rất lớn phục vụ cho sinh hoạt và các mục đích khác Phế thải đồng ruộng là các chất rắn dễ cháy và có khả năng cung cấp một lượng nhiệt rất lớn Vì vậy, từ xa xưa người nông dân đã biết sử dụng phế thải đồng ruộng. .. bừa bãi lên đồng ruộng trở thành phế thải đồng ruộng Ngoài ra, phế thải đồng ruộng còn phát sinh trong quá trình thu hoạch nông sản như rơm rạ, thân cây ngô, cây lạc Đây là nguồn phế thải chính trong phế thải đồng ruộng và hiện đang là nguồn gây ô nhiễm trầm trọng nếu không được xử lý kịp thời c Thành phần Phế thải đồng ruộng mà chủ yếu là phế thải hữu cơ có thành phần rất phong phú và đa dạng, chúng... dụng đất của xã Phúc Sơn, (iv) các tài liệu được thu thập từ phòng Địa Chính, phòng Nông nghiệp, phòng Hành chính của xã và từ mạng internet, (v) các văn bản pháp lý về quản lý môi trường chung của Việt Nam và các văn bản, quy chế được đưa ra bởi tỉnh Tuyên Quang, bởi huyện Chiêm Hóa và xã Phúc Sơn 3.4.2.2 Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp Điều tra tình hình phát sinh, lượng phế thải đồng ruộng/ vụ, . cứu đề tài: “ Điều tra lượng phế thải đồng ruộng và đề xuất một số giải pháp xử lý tại xã Phúc Sơn- huyện Chiêm Hóa- tỉnh Tuyên Quang 1.2. Mục đích- yêu cầu 1.2.1. Mục đích nghiên cứu - Điều tra, . tra, đánh giá lượng phế thải đồng ruộng trong sản xuất nông nghiệp tại xã Phúc Sơn, huyện Chiêm Hóa, tỉnh Tuyên Quang. - Đề xuất một số giải pháp quản lý và xử lý phế thải đồng ruộng. 1.2.2 TRƯỜNG  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Ơ TÊN ĐỀ TÀI: ĐIỀU TRA LƯỢNG PHẾ THẢI ĐỒNG RUỘNG VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP XỬ LÝ TẠI XÃ PHÚC SƠN HUYỆN CHIÊM HÓA- TỈNH TUYÊN QUANG Người thực hiện : VŨ THỊ MỸ