Kiểm kê khí thải từ đốt rơm rạ ngoài đồng ruộng ở tỉnh ninh bình và đề xuất các biện pháp giảm thiểu

Kiểm kê khí thải từ đốt rơm rạ ngoài đồng ruộng ở tỉnh Ninh Bình và đề xuất các biện pháp giảm thiểu Kiểm kê khí thải từ đốt rơm rạ ngoài đồng ruộng ở tỉnh Ninh Bình và đề xuất các biện pháp giảm thiểu Kiểm kê khí thải từ đốt rơm rạ ngoài đồng ruộng ở tỉnh Ninh Bình và đề xuất các biện pháp giảm thiểu Kiểm kê khí thải từ đốt rơm rạ ngoài đồng ruộng ở tỉnh Ninh Bình và đề xuất các biện pháp giảm thiểu Kiểm kê khí thải từ đốt rơm rạ ngoài đồng ruộng ở tỉnh Ninh Bình và đề xuất các biện pháp giảm thiểu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Đinh Mạnh Cường KIỂM KÊ KHÍ THẢI TỪ ĐỐT RƠM RẠ NGỒI ĐỒNG RUỘNG Ở TỈNH NINH BÌNH VÀ ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Đinh Mạnh Cường KIỂM KÊ KHÍ THẢI TỪ ĐỐT RƠM RẠ NGỒI ĐỒNG RUỘNG Ở TỈNH NINH BÌNH VÀ ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU Chuyên ngành: Mã số: Khoa học Môi trường 60 44 03 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS HOÀNG ANH LÊ Hà Nội - 2014 LỜI CẢM ƠN Qua luận văn này, xin đƣợc bày tỏ lời cảm ơn đến thầy cô giáo Khoa Môi trƣờng, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên (Đại học Quốc gia Hà Nội), tận tình giảng dạy giúp đỡ tơi trình học tập rèn luyện năm học vừa qua Đặc biệt, xin cảm ơn sâu sắc tới TS Hồng Anh Lê, giảng viên Khoa Mơi trƣờng, tận tình hƣớng dẫn suốt trình thực luận văn tốt nghiệp Tôi xin gửi lời cảm ơn tới PGS.TS Hoàng Xuân Cơ - Chủ nhiệm đề tài dự án “Điều tra tình hình sản xuất sử dụng lượng khu vực nông thôn Đồng Bắc Bộ kết hợp xây dựng mơ hình nơng thơn xanh, sạch” nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện thời gian thực luận văn Luận văn đƣợc hoàn thành phần nhờ đồng thuận cung cấp tài liệu, chƣơng trình tính tốn mức phát thải chất khí từ hoạt động đốt rơm rạ (Atmospheric Brown Cloud Emission Inventory, Workbook version 1.0) từ dự án “Assessment of impacts of the emission reduction measures of short-lived climate forcers on air quality and climate in Southeast Asia” Kinh phí thực dự án đƣợc USAID tài trợ, Chủ trì PGS TS Hồng Xn Cơ Ngồi ra, tơi xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn tới Ban Lãnh đạo cán huyện tỉnh Ninh Bình tạo điều kiện giúp đỡ cung cấp tài liệu, số liệu để luận văn đƣợc hoàn thành Cuối cùng, để hồn thành luận văn tơi cịn nhận đƣợc ủng hộ, động viên nhiệt tình gia đình bạn bè Xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG i DANH MỤC HÌNH ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT iii MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Thành phần rơm rạ vấn đề mơi trƣờng đốt rơm rạ ngồi đồng ruộng 1.1.1 Thành phần ứng dụng rơm rạ 1.1.2 Vấn đề môi trƣờng đốt rơm rạ đồng ruộng 1.2 Tình hình nghiên cứu kiểm kê phát thải hoạt động đốt rơm rạ đồng ruộng giới Việt Nam 1.2.1 Tình hình nghiên cứu giới 1.2.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam 12 1.3 Tổng quan khu vực nghiên cứu 16 1.3.1 Điều kiện tự nhiên 16 1.3.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 23 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29 2.1 Mục tiêu đề tài 29 2.2 Đối tƣợng nghiên cứu 29 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 29 2.3.1 Phƣơng pháp thu thập, thống kê, tổng hợp số liệu, tài liệu 29 2.3.2 Phƣơng pháp kế thừa 29 2.3.3 Phƣơng pháp điều tra, khảo sát 30 2.3.4 Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm thực tế 30 2.3.5 Phƣơng pháp tính tốn kiểm kê lƣợng khí thải 31 2.3.6 Phƣơng pháp sử dụng công cụ ABC - EIM (Atmospheric Brown Clouds Emission Inventory Manual) 32 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 34 3.1 Khái quát tình hình sản xuất lúa 34 3.1.1 Sản xuất lúa chất lƣợng cao 34 3.1.2 Diện tích, sản lƣợng trồng lúa 36 3.2 Tình hình đốt rơm rạ ngồi đồng ruộng hộ nơng dân 38 3.3 Tính tốn kiểm kê khí thải từ việc đốt rơm rạ đồng ruộng 39 3.3.1 Sản lƣợng rơm rạ đốt ngồi đồng ruộng tỉnh Ninh Bình năm 2013 39 3.3.2 Kết tính tốn lƣợng khí thải từ đốt rơm rạ đồng ruộng địa bàn tỉnh Ninh Bình năm 2013 42 3.4 Đề xuất số giải pháp giảm thiểu lƣợng khí thải phát sinh từ hoạt động đốt rơm rạ đồng ruộng 50 3.4.1 Tăng cƣờng sử dụng rơm làm đế trồng nấm 50 3.4.2 Sử dụng rơm rạ để sản xuất phân hữu vi sinh 53 3.4.3 Bếp hóa khí tiết kiệm lƣợng 54 3.4.4 Dùng rơm để sản xuất gỗ ép 56 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 PHỤ LỤC 63 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Ứng dụng rơm rạ nông nghiệp Bảng 1.2: Ứng dụng rơm rạ lĩnh vực hóa chất Bảng 1.3: Lƣợng khí thải từ việc đốt rơm rạ đồng ruộng địa bàn tỉnh Thái Bình năm 2012 15 Bảng 1.4: Kết thực tiêu chủ yếu năm 2013 24 Bảng 2.1: Hệ số phát thải rơm rạ theo ABC - EIM 33 Bảng 3.1: Sản lƣợng rơm rạ tƣơi 40 Bảng 3.2: Sản lƣợng rơm rạ khô 40 Bảng 3.3: Sản lƣợng rơm rạ tƣơi phân theo huyện, thành phố, thị xã tỉnh Ninh Bình năm 2013 41 Bảng 3.4: Sản lƣợng rơm rạ khô phân theo huyện, thành phố, thị xã tỉnh Ninh Bình năm 2013 41 Bảng 3.5: Lƣợng khí thải phát thải từ việc đốt rơm rạ đồng ruộng tỉnh Ninh Bình năm 2013 - phát thải thấp 42 Bảng 3.6: Lƣợng khí thải phát thải từ việc đốt rơm rạ đồng ruộng tỉnh Ninh Bình năm 2013 - phát thải trung bình 45 Bảng 3.7: Lƣợng khí thải phát thải từ việc đốt rơm rạ ngồi đồng ruộng tỉnh Ninh Bình năm 2013 - phát thải cao 48 i DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Biểu đồ tỉ lệ khí Thái Lan năm 2007 Hình 1.2: Biểu đồ tỉ lệ khí đốt phụ phẩm nơng nghiệp ngồi trời Indonesia năm 2007 10 Hình 1.3: Biểu đồ tỉ lệ khí đốt phụ phẩm nơng nghiệp trời Trung Quốc năm 2006 12 Hình 1.4: Biểu đồ tỉ lệ khí đốt rơm rạ ngồi đồng ruộng khu vực Đồng sơng Hồng năm 2012 13 Hình 1.5: Bản đồ hành tỉnh Ninh Bình 17 Hình 1.6: Nhiệt độ trung bình tháng năm (Trạm Ninh Bình) 19 Hình 1.7: Số nắng tháng năm (Trạm Ninh Bình) 19 Hình 1.8: Lƣợng mƣa tháng năm (Trạm Ninh Bình) 20 Hình 2.1: Thành phần lúa 31 Hình 3.1: Diện tích, sản lƣợng lúa qua năm tỉnh Ninh Bình 36 Hình 3.2: Diện tích lúa năm phân theo cấp huyện, thành phố, thị xã tỉnh Ninh Bình 37 Hình 3.3: Sản lƣợng lúa năm phân theo cấp huyện, thành phố, thị xã tỉnh Ninh Bình 37 Hình 3.4: Đốt rơm rạ cánh đồng tỉnh Ninh Bình 38 Hình 3.5: Lƣợng phát thải chất ô nhiễm đốt rơm rạ đồng ruộng địa bàn tỉnh Ninh Bình năm 2013 - phát thải thấp 44 Hình 3.6: Lƣợng phát thải chất nhiễm đốt rơm rạ đồng ruộng địa bàn tỉnh Ninh Bình năm 2013 - phát thải trung bình 47 Hình 3.7: Lƣợng phát thải chất nhiễm đốt rơm rạ ngồi đồng ruộng địa bàn tỉnh Ninh Bình năm 2013 - phát thải cao 49 Hình 3.8: Bếp khí hóa tiết kiệm nhiên liệu Việt Trì - Phú Thọ 56 ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ABC Atmospheric Brown Cloud BC Black carbon (than đen, muội than, bồ hóng) ĐBSH Đồng sơng Hồng HĐND Hội đồng nhân dân NMHC Nonmethane hydrocarbons (hydrocarbon ngoại trừ CH4) ƠNMT Ơ nhiễm mơi trƣờng UBND Ủy ban nhân dân iii MỞ ĐẦU Diện tích gieo cấy lúa khoảng 80.900 ha, chiếm tới 93% diện tích lƣơng thực có hạt tỉnh Ninh Bình [21] Trƣớc đây, sau thu hoạch, ngƣời nông dân tỉnh thƣờng mang rơm rạ nhà đánh đống để đun nấu, làm thức ăn cho gia súc, lợp nhà, ủ chuồng làm phân bón…Nhƣng năm gần đây, biến đổi đời sống kinh tế xã hội, tỷ lệ đáng kể hộ nông dân khơng cịn sử dụng rơm rạ vào mục đích nhƣ trƣớc mà thay vào rơm rạ đƣợc đốt đồng ruộng Lƣợng rơm rạ đốt đồng ruộng ngày tăng tạo lƣợng khí thải lớn, gây nhiễm mơi trƣờng (ƠNMT) Đồng ruộng bị khơ, chai cứng, lƣợng nƣớc lớn bị bốc nhiệt độ hun đốt trình cháy rơm rạ Q trình đốt rơm rạ ngồi trời khơng kiểm sốt đƣợc, lƣợng CO2 phát thải vào khí với CO, CH4, NOx lƣợng SO2 Những khí góp phần làm tăng hiệu ứng nhà kính làm vấn đề biến đổi khí hậu trở nên nghiêm trọng Ngoài ra, chất đốt rơm rạ sinh cịn gây nhiễm khơng khí, tác động nhiều đến sức khỏe ngƣời Tuy nhiên có nghiên cứu có liên quan đến vấn đề đốt rơm rạ ngồi đồng ruộng Việt Nam nói chung, tỉnh Ninh Bình nói riêng tổng lƣợng khí thải phát thải vào môi trƣờng nhƣ thiệt hại môi trƣờng gây từ đốt rơm rạ tỉnh câu hỏi chƣa đƣợc trả lời Do đó, việc “Kiểm kê khí thải từ đốt rơm rạ ngồi đồng ruộng tỉnh Ninh Bình đề xuất biện pháp giảm thiểu” cần thiết Tác giả nhận thấy đƣợc vấn đề nhƣ mạnh dạn thực luận văn tốt nghiệp thạc sĩ dƣới hƣớng dẫn TS Hoàng Anh Lê Kết luận văn nhằm góp phần nâng cao nhận thức vấn đề nhiễm mơi trƣờng, tính đƣợc tải lƣợng chất nhiễm phát sinh đốt rơm rạ đồng ruộng gây Từ đƣa số giải pháp việc sử dụng hợp lý rơm rạ đồng ruộng thời gian tới CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Thành phần rơm rạ vấn đề mơi trƣờng đốt rơm rạ ngồi đồng ruộng 1.1.1 Thành phần ứng dụng rơm rạ Trong hệ thống trồng lúa truyền thống, rơm rạ thƣờng đƣợc chuyển dời khỏi cánh đồng thu hoạch lúa đƣợc ngƣời dân đem nhà đánh đống để đun nấu làm thức ăn cho gia súc Trong thời gian gần lƣợng rơm rạ lớn, thêm vào phát triển kinh tế - xã hội, ngƣời dân không sử dụng hết nên rơm rạ đƣợc đốt đồng ruộng Việc đốt rơm rạ đồng thực nhiều nƣớc, nƣớc thuộc khu vực Châu Á, ngày trở nên phổ biến nguy môi trƣờng sức khỏe Tại thời điểm thu hoạch, hàm lƣợng ẩm rơm rạ thƣờng cao tới 60%, nhiên điều kiện thời tiết khơ hanh rơm rạ trở nên khơ nhanh đạt đến trạng thái độ ẩm cân vào khoảng 10 - 12% [6] Rơm rạ, có hàm lƣợng tro cao (trên 22%) lƣợng protein thấp Các thành phần hydrate cacbon rơm rạ gồm lienoxenluloza (37,4%), hemicellulose (bán xenluloza - 44,9%), linhin (4,9%) hàm lƣợng tro silica (silic dioxyt) cao (9 - 14%), điều gây cản trở việc sử dụng loại phế thải cách kinh tế [1] Thành phần Lienoxenluloza rơm rạ khó hủy mặt sinh học, để xử lý địi hỏi phải có bƣớc tiền xử lý Có thể tiến hành tiền xử lý rơm rạ phƣơng pháp học nhƣ xay, nghiền để làm giảm kích thƣớc, xử lý nhiệt hóa chất nhƣ sử dụng axit hay bazơ thƣờng cải thiện đƣợc khả phân hủy Theo truyền thống, rơm rạ sau thu hoạch chủ yếu bao gồm sử dụng để làm chất đốt, làm vật liệu xây dựng, nuôi gia súc trồng nấm  Làm mũ, dép, xăng dan, bện dây thừng Ngƣời ta tạo nhiều kiểu mũ đƣợc bện từ rơm rạ Tại Anh, vài trăm năm trƣớc đây, mũ bện từ rơm rạ phổ biến 64 65 Phụ lục 2: Phiếu điều tra khảo sát tỷ lệ đốt rơm rạ đồng ruộng tỉnh Ninh Bình THƠNG TIN CHUNG Nội dung Tỉnh/thành phố :……………….………………….……… …… Huyện:………………………………………….…………….…………… Xã:…………………………………………………….….………… Thôn: … Họ tên người vấn: .… Họ tên người vấn: Ngày/tháng/năm vấn:…………… …………………………………… THÔNG TIN VỀ NGƢỜI ĐƢỢC PHỎNG VẤN Câu hỏi Giới tính Trả lời Nam Nữ Tuổi Tuổi……… Trình độ văn hóa Chưa học Tiểu học THCS THPT Cao đẳng/đại học 66 Nghề nghiệp Viên chức Công nhân Nông dân Ngư dân Buôn bán/kinh doanh Nghề nghiệp khác .6 Ngƣời đƣợc vấn có phù hợp hay khơng?……………………………… THƠNG TIN VỀ DIỆN TÍCH, SẢN LƢỢNG, THỜI GIAN VÀ PHƢƠNG PHÁP THU HOẠCH LÚA Năm 2013 Câu hỏi Có…………………………….1 Hiện nhà ơng (bà) có cấy lúa khơng? Khơng……………………… 2 Diện tích cấy lúa năm? .m2 Sản lƣợng lúa năm? ………………kg Số vụ sản xuất lúa năm? 1.[1] 2.[2] 3.[3] Tháng gieo trồng đến tháng thu hoạch? Phƣơng pháp thu hoạch gia đình ơng (bà) áp dụng? 67 Bằng tay [1] Bằng máy tự động [2] THƠNG TIN VỀ MỤC ĐÍCH SỬ DỤNG RƠM RẠ SAU THU HOẠCH Mục đích Câu hỏi Sau thu hoạch: mục đích tỉ lệ sử dụng rơm rạ ông (bà) là? [1] Đốt cánh đồng % [2] Cho đun nấu hộ gia đình .% [3] Đốt thơn, làng % [4] Thức ăn cho động vật % [5] Mục đích khác % Vụ [1] % [2] % [3] % [4] % [5] % Vụ Vụ [1] % [2] % [3] % [4] % [5] % [1] % [2] % [3] % [4] % [5] % THÔNG TIN VỀ CÁC TÁC ĐỘNG TỚI MÔI TRƢỜNG CỦA VIỆC ĐỐT RƠM RẠ SAU THU HOẠCH Mã số Ghi Câu hỏi Khơng…0 Có…….1 Khói đốt rơm rạ có gây khó chịu cho sức khỏe ông (bà) không? Việc đốt rơm rạ có làm chai cứng đất sản xuất hay làm giảm suất trồng ông (bà/) không? 68 Đã xảy cháy nổ đốt rơm rạ chƣa? Khói đốt rơm rạ có làm cản trở di chuyển phƣơng tiện giao thông không? Xin chân thành cám ơn cộng tác ông (bà)! 69 Tổng quan Bụi (PM, hay particulate matter) sáu nhân tố gây ô nhiễm không khí xem nhân tố gây ô nhiễm trầm trọng nước phát triển Tác hại bụi chủ yếu phụ thuộc nhiều vào kích thước, thành phần chất nguồn phát thải [1] Về kích thước, nhà khoa học quan tâm nhiều đến loại bụi PM10 (các hạt bụi có kích thước nhỏ 10 µm) nhỏ PM2.5 (những hạt bụi mịn có kích thước siêu nhỏ, 2,5 µm) Nguồn phát sinh bụi xuất phát từ tự nhiên nhân tạo, ví dụ nguồn từ nước biển, giao thông, công nghiệp, đốt sinh khối, xây dựng, bụi đất [2] Trong thành phần vật chất bụi muội than, hay cịn gọi black carbon (BC), hợp phần quan tâm khả hấp thụ ánh sáng Chính vậy, ngày BC xem nhân tố làm nóng bầu khí quyển, đứng sau tác nhân CO2 [3] Nhiều nghiên cứu nhà khoa học công bố quốc tế mức độ hợp phần bụi khơng khí bên ngồi Việt Nam [414] Tuy nhiên cơng trình tập trung nghiên cứu hàm lượng bụi PM10 và/hoặc PM2.5 thành phố lớn Hà Nội Hồ Chí Minh Chưa có nghiên cứu sâu trình bày kết nồng độ hợp phần chúng, đặc biệt mẫu bụi điểm biệt lập (remote site) quốc gia Chính ... lượng khí thải từ đốt rơm rạ ngồi đồng ruộng địa bàn tỉnh Ninh Bình năm 2013 3.3.2.1 Kịch 1: Trƣờng hợp phát thải thấp Bảng 3.5: Lượng khí thải phát thải từ việc đốt rơm rạ đồng ruộng tỉnh Ninh Bình. .. KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Đinh Mạnh Cường KIỂM KÊ KHÍ THẢI TỪ ĐỐT RƠM RẠ NGỒI ĐỒNG RUỘNG Ở TỈNH NINH BÌNH VÀ ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU Chuyên ngành: Mã số: Khoa học Môi trường 60... đốt rơm rạ đồng ruộng tỉnh Ninh Bình năm 2013 - phát thải thấp 42 Bảng 3.6: Lƣợng khí thải phát thải từ việc đốt rơm rạ ngồi đồng ruộng tỉnh Ninh Bình năm 2013 - phát thải trung bình