Kiểm kê phát thải của một số chất gây ô nhiễm môi trường không khí trong quá trình đốt rơm rạ ngoài đồng ruộng tại xã đa tốn gia lâm hà nội

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM ĐỖ THỊ MAI KIỂM KÊ PHÁT THẢI CỦA MỘT SỐ CHẤT GÂY Ô NHIỄM MƠI TRƯỜNG KHƠNG KHÍ TRONG Q TRÌNH ĐỐT RƠM RẠ NGOÀI ĐỒNG RUỘNG TẠI XÃ ĐA TỐN, GIA LÂM, HÀ NỘI Chuyên ngành: Mã số: Người hướng dẫn khoa học: Khoa học môi trường 60.44.03.01 TS Phạm Châu Thùy NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2017 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tôi, kết nghiên cứu trình bày luận văn trung thực, khách quan chưa dùng để bảo vệ lấy học vị Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cám ơn, thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Tác giả luận văn Đỗ Thị Mai i LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu hồn thành luận văn, tơi nhận hướng dẫn, bảo tận tình thầy cô giáo, giúp đỡ, động viên bạn bè, đồng nghiệp gia đình Cho phép tơi bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc tới TS Phạm Châu Thùy (người hướng dẫn khoa học) hội đồng tiểu ban khoa Môi trường tận tình hướng dẫn, dành nhiều cơng sức, thời gian tạo điều kiện cho tơi suốt q trình học tập thực đề tài Luận văn hoàn thành nhờ đồng thuận cho phép tham gia trực tiếp phần đề tài nghiên cứu cấp Học viện trọng điểm mã số T2016-04-05TĐ “Nghiên cứu xây dựng hệ số phát thải hydrocacbon thơm đa vòng ngưng tụ (polycyclic aromatic hydrocacbon, PAHs) dẫn xuất (NPAHs) từ khí thải đốt rơm rạ sau thu hoạch Việt Nam” Chủ nhiệm đề tài TS Phạm Châu Thùy Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới Lãnh đạo phòng Kinh tế, phịng Tài ngun mơi trường huyện Gia Lâm, Lãnh đạo UBND xã Đa Tốn tận tình giúp đỡ tơi q trình học tập, thực đề tài hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ mặt, động viên khuyến khích tơi hồn thành luận văn Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Tác giả luận văn Đỗ Thị Mai ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC BẢNG vii DANH MỤC HÌNH viii TRÍCH YẾU LUẬN VĂN ix THESIS ABTRACT xi PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1.2 GIẢ THUYẾT KHOA HỌC 1.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.5 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI, Ý NGHĨA KHOA HỌC HOẶC THỰC TIẾN PHẦN TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1 THỰC TRẠNG PHẾ THẢI NÔNG NGHIỆP RƠM RẠ TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 2.1.1 Thực trạng phế thải nông nghiệp rơm rạ giới 2.1.2 Thực trạng phế thải rơm rạ Việt Nam 2.2 THÀNH PHẦN VÀ ỨNG DỤNG CỦA RƠM RẠ 10 2.2.1 Thành phần rơm rạ 10 2.2.2 Ứng dụng rơm rạ 11 2.3 CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ RƠM RẠ SAU THU HOẠCH HIỆN ĐANG ĐƯỢC ÁP DỤNG TẠI VIỆT NAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI 14 2.3.1 Các biện pháp xử lý rơm rạ giới 14 2.3.2 Các biện pháp xử lý rơm rạ Việt Nam 16 2.4 VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG DO ĐỐT RƠM RẠ NGOÀI ĐỒNG RUỘNG 19 iii 2.5 TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ KIỂM KÊ PHÁT THẢI DO HOẠT ĐỘNG ĐỐT RƠM RẠ NGOÀI ĐỒNG RUỘNG TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 21 2.5.1 Tình hình nghiên cứu giới 21 2.5.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam 25 PHẦN ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31 3.1 ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU 31 3.2 THỜI GIAN NGHIÊN CỨU 31 3.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 31 3.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 31 3.4.1 Tổng quan khu vực nghiên cứu 31 3.4.2 Tình hình đốt rơm rạ ngồi đồng ruộng địa bàn nghiên cứu 31 3.4.3 Xác định hệ số phát thải, tải lượng phát thải số chát gây nhiễm mơi trường khơng khí từ q trình đốt rơm rạ đồng ruộng 31 3.4.4 Kiểm kê lượng khí phát thải đốt rơm rạ đồng ruộng ảnh hưởng khí thải tới chất lượng mơi trường khơng khí biến đổi khí hậu 31 3.4.5 Đề xuất số giải pháp giảm thiểu lượng khí thải phát sinh từ hoạt động đốt rơm đồng ruộng 32 3.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32 3.5.1 Phương pháp thu thập, thống kê, tổng hợp số liệu, tài liệu 32 3.5.2 Phương pháp khảo sát thực địa 32 3.5.3 Phương pháp điều tra vấn 32 3.5.4 Phương pháp lấy mẫu phân tích mẫu 33 3.5.5 Xác định hệ số phát thải chất ô nhiễm khí thải rơm rạ 36 3.5.6 Phương pháp kiểm kê phát thải 38 3.5.7 Phương pháp tính tốn khuếch tán chất nhiễm mơi trường khơng khí 40 PHẦN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 41 4.1 TỔNG QUAN VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 41 4.1.1 Điều kiện tự nhiên 41 4.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 43 4.1.3 Khái quát tình hình sản xuất lúa địa bàn xã Đa Tốn 49 iv 4.2 TÌNH HÌNH CÁC LOẠI HÌNH XỬ LÝ RƠM RẠ TẠI XÃ ĐA TỐN 51 4.2.1 Các hình thức sử dụng rơm rạ phổ biến 51 4.2.2 Khuynh hướng sử dụng rơm rạ người dân địa bàn xã Đa Tốn 53 4.2.3 Sản lượng rơm rạ đốt đồng ruộng xã Đa Tốn năm 2016 55 4.3 TÍNH TỐN HỆ SỐ PHÁT THẢI, TẢI LƯỢNG PHÁT THẢI CỦA MỘT SỐ CHẤT KHÍ TỪ Q TRÌNH ĐỐT RƠM RẠ TẠI ĐỒNG RUỘNG 56 4.3.1 Kết quan trắc số chất gây ô nhiễm khơng khí q trình đốt rơm rạ ngồi đồng ruộng 56 4.3.2 Xác định hệ số phát thải số chất khí từ q trình đốt rơm rạ đồng ruộng 58 4.4 KIỂM KÊ LƯỢNG PHÁT THẢI DO ĐỐT RƠM RẠ TRÊN ĐỒNG RUỘNG VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA KHÍ THẢI THỚI CHẤT LƯỢNG MƠI TRƯỜNG KHƠNG KHÍ VÀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU 62 4.4.1 Tính tốn, kiểm kê lượng khí phát thải từ việc đốt rơm rạ đồng ruộng xã Đa Tốn năm 2016 62 4.4.2 Ứng dụng mơ hình Gauss tính tốn lan truyền số chất khí từ q trình đốt rơm rạ ngồi đồng ruộng 64 4.4.3 Đánh giá ảnh hưởng việc đốt rơm rạ đồng đến chất lượng mơi trường khơng khí biến đổi khí hậu 70 4.5 ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU LƯỢNG KHÍ THẢI PHÁT SINH TỪ HOẠT ĐỘNG ĐỐT RƠM RẠ TRÊN ĐỒNG RUỘNG 72 4.5.1 Đốt 72 4.5.2 Tăng cường sử dụng rơm làm đế trồng nấm 72 4.5.3 Sử dụng rơm rạ để sản xuất phân hữu vi sinh 74 4.5.4 Dùng rơm để sản xuất gỗ ép 75 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76 5.1 KẾT LUẬN 76 5.2 KIẾN NGHỊ 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 PHỤ LỤC 81 v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt QCVN Quy chuẩn Việt Nam BTNMT Bộ Tài nguyên môi trường UBND Ủy ban nhân dân KH&CN Khoa học công nghệ HTX Hợp tác xã TTCN Tiểu thủ công nghiệp vi DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Sản lượng loại sản phẩm phụ nông nghiệp hàng năm (2007) Bảng 2.2 Các hình thức sử dụng rơm rạ phổ biến đồng sông Cửu Long 10 Bảng 2.3 Các thành phần rơm rạ 11 Bảng 2.4 Ứng dụng rơm rạ nông nghiệp 13 Bảng 2.5 Ứng dụng rơm rạ lĩnh vực hóa chất 14 Bảng 2.6 Lượng khí thải từ việc đốt rơm rạ đồng ruộng địa bàn tỉnh Thái Bình năm 2012 27 Bảng 2.7 Lượng khí thải phát sinh từ việc đốt rơm rạ đồng ruộng địa bàn tỉnh Ninh Bình từ năm 2010 đến năm 2015 (tấn) 29 Bảng 4.1 Một số tiêu tổng hợp kinh tế xã Đa Tốn (2012- 2016) 44 Bảng 4.2 Số sở sản xuất tiểu thủ công nghiệp xã Đa Tốn năm 2016 45 Bảng 4.3 Số hộ hoạt động dịch vụ, thương mại xã Đa Tốn năm 2016 46 Bảng 4.4 Dân số, hộ xã Đa Tốn có đến năm 2016 47 Bảng 4.5 Chuyển đổi cấu lao động xã giai đoạn 2012 - 2016 48 Bảng 4.6 Tỷ lệ hộ dân sử dụng hình thức đốt rơm đồng ruộng sau thu hoạch 53 Bảng 4.7 Ước tính sản lượng rơm rạ đốt ngồi đơng ruộng địa bàn xã Đa Tốn năm 2016 55 Bảng 4.8 Kết phân tích số chất khí từ q trình đốt rơm rạ ngồi đồng ruộng 57 Bảng 4.9 Tóm tắt thơng số để tính tốn hệ số phát thải 59 Bảng 4.10 Hệ số phát thải bụi, khí q trình đốt rơm rạ ngồi đồng ruộng 60 Bảng 4.11 So sánh hệ số phát thải nghiên cứu với số nghiên cứu khác 60 Bảng 4.12 Tải lượng phát thải số chất khí từ trình đốt rơm rạ ngồi đồng ruộng địa bàn xã Đa Tốn 61 Bảng 4.13 Lượng khí phát thải từ đốt rơm rạ đồng ruộng địa bàn xã Đa Tốn năm 2016 62 Bảng 4.14 Hệ số phạm vi khuếch tán rối ngang rối đứng  y ( x),  z ( x) vị trí đốt (m) 65 Bảng 4.15 Nồng độ chất khí dọc theo hướng gió khoảng cách 100m, 200m, 500m, 1000m, 1200m vị trí đốt thôn Đào Xuyên thôn Khoan Tế xã Đa Tốn 67 vii DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Các hình thức sử dụng rơm rạ Nhật Bản Hình 2.2 Các hình thức sử dụng rơm rạ Trung Quốc Hình 2.3 Nơng dân đốt rơm ruộng Delhi, Ấn Độ Hình 2.4 Biểu đồ tỉ lệ khí đốt phế phụ phẩm nơng nghiệp (a) đốt rơm rạ (b) trời Thái Lan năm 2007 22 Hình 2.5 Biểu đồ tỉ lệ khí đốt phụ phẩm nơng nghiệp ngồi trời Indonesia năm 2007 23 Hình 2.6 Biểu đồ tỉ lệ khí đốt phụ phẩm nơng nghiệp ngồi trời Trung Quốc năm 2006 25 Hình 2.7 Biểu đồ tỉ lệ khí đốt rơm rạ ngồi đồng ruộng khu vực Đồng sông Hồng năm 2012 (Nguyễn Mậu Dũng, 2012) 25 Hình 4.1 Sơ đồ xã Đa Tốn 41 Hình 4.2 Diện tích, sản lượng lúa qua năm xã Đa Tốn 50 Hình 4.3 Mục đích sử dụng rơm rạ sau thu hoạch địa bàn xã Đa Tốn 52 Hình 4.4 Khuynh hướng sử dụng rơm rạ người dân năm 54 Hình 4.5 Mức phát thải chất khí gây nhiễm đốt rơm rạ ngồi đồng ruộng địa bàn xã Đa Tốn năm 2016 63 Hình 4.6 Nồng độ chất khí dọc theo hướng gió khoảng cách 100m, 200m, 500m, 1000m, 1200m vị trí đốt mẫu BB1 thơn Đào Xun 68 Hình 4.7 Nồng độ chất khí dọc theo hướng gió khoảng cách 100m, 200m, 500m, 1000m, 1200m vị trí đốt mẫu BB2 thơn Khoan Tế 69 viii TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Tên tác giả: Đỗ Thị Mai Tên Luận văn: Kiểm kê phát thải số chất gây ô nhiễm môi trường khơng khí q trình đốt rơm rạ ngồi đồng ruộng xã Đa Tốn, Gia Lâm, Hà Nội Ngành: Khoa học Môi trường Mã số: 60.44.03.01 Tên sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam Mục đích nghiên cứu Mục tiêu chung: Kiểm kê phát thải nhằm đánh giá áp lực việc đốt rơm rạ ngồi đồng ruộng đến mơi trường khơng khí đề xuất biện phát giảm thiểu lượng khí thải từ trình đốt rơm rạ phổ biến Mục tiêu cụ thể: - Đánh giá trạng sản xuất lúa đốt rơm rạ đồng ruộng địa bàn nghiên cứu (xã Đa Tốn, huyện Gia Lâm, Hà Nội) - Xác định hệ số phát thải số chất gây ô nhiễm môi trường không khí từ việc đốt rơm rạ ngồi đồng ruộng - Kiểm kê đánh giá lượng phát thải số chất gây nhiễm mơi trường khơng khí từ việc đốt rơm rạ đồng ruộng địa bàn nghiên cứu - Đề xuất số giải pháp nhằm giảm thiểu lượng khí phát thải từ hoạt động đốt rơm rạ đồng ruộng Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp thu thập, thống kê, tổng hợp số liệu, tài liệu: Thu thập số liệu phòng Tài ngun mơi trường, phịng Kinh tế huyện Gia Lâm, UBND xã Đa Tốn – huyện Gia Lâm - Phương pháp khảo sát thực địa: Khảo sát thực địa nhằm chọn vị trí thích hợp trường để tiến hành đo đạc nồng độ chất khí gây ô nhiễm, phù hợp với yêu cầu lấy mẫu điều kiện khu vực nghiên cứu - Phương pháp điều tra vấn: Sử dụng phiếu vấn soạn sẵn với nội dung diện tích đất trồng lúa, hình thức sử dụng rơm, biện pháp xử lý rơm sau thu hoạch, số vụ lúa sản xuất năm, hình thức thu hoạch, giống lúa sử dụng, suất, - Phương pháp lấy mẫu phân tích mẫu theo tiêu chuẩn Việt Nam ix ... giá trạng sản xuất lúa đốt rơm rạ đồng ruộng địa bàn nghiên cứu (xã Đa Tốn, huyện Gia Lâm, Hà Nội) - Xác định hệ số phát thải số chất gây ô nhiễm môi trường không khí từ việc đốt rơm rạ đồng ruộng. .. ? ?Kiểm kê phát thải số chất gây nhiễm mơi trường khơng khí từ q trình đốt rơm rạ ngồi đồng ruộng xã Đa Tốn, huyện Gia Lâm, Hà Nội? ?? 1.2 GIẢ THUYẾT KHOA HỌC Việc đốt rơm rạ đồng ruộng địa bàn xã. .. giá trạng sản xuất lúa đốt rơm rạ đồng ruộng địa bàn nghiên cứu (xã Đa Tốn, huyện Gia Lâm, Hà Nội) - Xác định hệ số phát thải số chất gây ô nhiễm môi trường khơng khí từ việc đốt rơm rạ ngồi đồng