2.3.1. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp
Số liệu thứ cấp là nguồn dữ liệu đã được xửlý qua và được thu thập từcác cơ quan, đơn vị, cá nhân, tập thểcó liên quan đến đối tượng nghiên cứu.
Bảng 2.1. Những dữ liệu, thông tin cần thu thập
STT Dữ liệu cần thu thập Nơi lấy Mục đích
1
Đặc điểm về vịtrí địa lý, địa hình, khí hậu, tình hình phát triển kinh tế, dân số, tình hình sản xuất nông nghiệp…
Niên giám thống kê
Trình bày được điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội; các số liệu về diện tích đất canh tác, sản lượng lúa... 2 Số liệu hoặc dữ liệu về tình hình phát sinh và thải bỏ trấu, rơm rạ tại tỉnh An Giang Các báo cáo về lĩnh vực nông nghiệp Đánh giá được tình hình phát sinh trấu, rơm rạ tại khu vực nghiên cứu 3 Cách thức xử lý trấu, rơm rạ hiện nay Kế thừa báo cáo có sẵn Các cách xử lý trấu, rơm rạ 2.3.2. 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 rạtrên đồng ruộng, hoạt động đốt trấu...
2.3.3.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 (Bảng 2.2).
Bảng 2.2. Đối tượng, sốlượng điều tra cần thực hiện
STT Đối tượng phỏng vấn Mục đích Địa điểm phỏng vấn Sốlượng phiếu 1 Người dân canh tác lúa
Điều tra hiện trạng, phương
thức sử dụng và rơm rạ cho các mục đích khác nhau
Châu Thành, Thoại Sơn,
Tri Tôn
180
2 Chủ nhà
máy xay xát
Điều tra hiện trạng, phương
thức sử dụng trấu
Châu Thành, Thoại Sơn,
Tri Tôn
10
2.3.4.Phương pháp quan trắc phân tích a. Lựa chọn thông số quan trắc
Do hoạt động đốt rơm rạ chủ yếu phát thải các chất khí: PM10, PM2,5, CO, CO2, NO2, SO2, nên trong nghiên cứu này sẽ lụa chọn các chất khí trên để tiến hành đánh
giá.
b. Vị trí lấy mẫu các chất khí ô nhiễm
Nghiên cứu thực hiện thu mẫu các chất ô nhiễm môi trường không khí từ hoạt
động đốt rơm rạ tại 3 vị trí khác nhau trên địa bàn tỉnh An Giang. Đặc điểm các vị trí
Bảng 2.3. Tọa độ và vị trí lấy mẫu tại An Giang STT Tên vị trí Vị trí lấy mẫu Diện tích đốt (m2) Thời gian phơi rơm rạ (ngày) Tọa độ 1 VT1 Xã An Hòa, huyện Châu Thành 5000 3 10°28'21.60"N 105°18'32.65"E 2 VT2 Xã An Bình, huyện
Thoại Sơn 6000 3
10°17'53.26"N 105° 9'6.96"E 3 VT3 Xã An Tức, huyện Tri Tôn 10000 3 10°23'24.16"N 104°56'18.69"E Các vịtrí đánh giá được lựa chọn ở giữa các cánh đồng lớn, đểxác định khoảng cách lớn nhất mà khói thải ảnh hưởng đến hoạt động của người dân. Các diện tích đốt
được lựa chọn điển hình theo sở hữu đất nông nghiệp của người dân tỉnh An Giang.
Địa điểm nghiên cứu đầu tiên (VT1) là ruộng thuộc sở hữu của nhà ông Nguyễn
Văn Tuấn với diện tích 5000 m2, nằm trên cánh đồng xã An Hòa, huyện Châu Thành. Vị trí lấy mẫu nằm cách khu dân cư gần nhất là 1,29km vềhướng Đông Nam.
Vị trí lấy mẫu thứ 2 (VT2) là ruộng thuộc sở hữu của nhà bà Võ ThịThu Sương
với diện tích 6000 m2, nằm trên cánh đồng xã An Bình, huyện Thoại Sơn. Vị trí lấy mẫu cách khu dân cư gần nhất là 1km vềhướng Nam.
Hình 2.2. Vị trí lấy mẫu 2 tại xã An Bình, huyện Thoại Sơn
Vị trí 3 (VT3) là ruộng thuộc sở hữu nhà bà Nguyễn Ngọc Phương với diện tích 10.000m2, nằm trên cánh đồng xã An Tức, huyện Tri Tôn. Vị trí lấy mẫu cách đường giao thông gần nhất là 0,59km theo hướng Đông Nam.
c. Đặc điểm vị trí lấy mẫu
Do đặc điểm chế độ gió ổn định, địa hình đồng bằng và không có vật cản tại khu vực nghiên cứu, hướng gió không có sự biến động (hướng Đông Bắc), nền đất ruộng đã được tháo nước và để khô cứng dễ dàng di chuyển và thực hiện đốt rơm rạ. Vị trí quan trắc theo hướng gió tại 3 địa điểm quan trắc được thể hiện trong Hình 2.4.
Hình 2.4. Vị trí lấy mẫu theo hướng gió
Đặc điểm về nhiệt độ không khí và tốc độ gió tại các khu vực nghiên cứu được trình bày trong Bảng 2.4.
Bảng 2.4. Thông tin vị trí lấy mẫu
STT Vị trí Ngày lấy mẫu Thời gian lấy mẫu Nhiệt độ không khí (oC) Tốc độ gió trung bình (m/s) Hướng gió 1 VT1 25/3/2018 8h - 12h20 33 0,9 Đông Bắc 2 VT2 25/3/2018 12h - 14h40 36 1,5 Đông Bắc 3 VT3 27/3/2018 8h05 - 11h50 34 1,7 Đông Bắc
b. Mô tả quá trình quan trắc
Trong quá trình thực hiện đánh giá ô nhiễm do khí thải phát sinh từ hoạt động đốt
rơm rạngoài đồng ruộng đã sử dụng 2 thiết bị đểđo các thông số ô nhiễm là máy đo
nhanh khí thải Testo 350 XL và máy đo bụi Sibata GT 331
Máy đo nhanh khí thải Testo 350 XL
Hình 2.5. Thiết bị đo nhanh Testo 350 XL
Đối với khí thải (CO2, CO, NO2, SO2) sử dụng thiết bị phân tích khí thải Testo 350-
XL (Đức). Thiết bị phân tích thu mẫu khí từ ống khói bằng thiết bị đầu dò. Dải đo
của máy cho nồng độ của CO, NO2, SO2 lần lượt là 0 – 10.000 ppm, 0 - 500 ppm, 0
– 5.000 ppm với độ chính xác ±5% của giá trị đo. Cấu tạo của thiết bị được mô tả
trong Bảng 8 - Phụ lục 4
Hình 2.6.Thiết bị đo bụi Sibata GT-331
Đối với sử dụng máy đo bụi Sibata Model GT-331 (Nhật Bản). Thu mẫu khí từống khói bằng thiết bị đầu dò đẳng động lực. Sau 4 phút, GT-331 hiển thị sốđại diện cho nồng độ khối lượng bụi trên một mét khối không khí (μg/m3) với độ chính
xác ±10% và độ nhạy 0.1µg. Cấu tạo thiết bịđược mô tảở Phụ lục 4
Quan trắc khí thải
Đo nhanh điều kiện môi trường nền: Thí nghiệm được tiến hành đầu tiên với việc đo nhanh mẫu nền không khí đểxác định nồng độ của các chất trong không khí
trước khi có hoạt động đốt. Việc xác định vị trí đo nhanh mẫu khí nền dựa trên xác
định hướng gió chủđạo của thời điểm lấy mẫu và phải có tính đại diện. Đầu thu mẫu của các thiết bị được đặt tại vị trí cốđịnh ởđộ cao 1,5 m so với mặt đất và đặt cùng
hướng gió. Tiến hành đo đạc liên tục điều kiện khí tượng (gió, nhiệt độ, độẩm) và các khí (CO, CO2, NO2 và SO2) trong khoảng thời gian lấy mẫu. Tất cả thiết bị được kiểm tra và hiệu chỉnh trước khi tiến hành thí nghiệm. Đơn vị phối hợp trong quá trình thực hiện là Phòng thí nghiệm trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội và Trung tâm Quan trắc môi trường, SởTài nguyên Môi trường tỉnh An Giang.
Hình 2.7. Lắp đặt thiết bị đo và đo nhanh mẫu nền
Đo nhanh khí thải trong quá trình đốt: Cách thực hiện cũng tương tự như đo
mẫu nền. Tất cả các thiết bịđược đặt tại vị trí có khói thổi tới, tiến hành thu mẫu theo
hướng gió tại các vị trí cách nhau 50m. Tiến hành đo liên tục cho tới khoảng cách nồng độ các khí thải trở lại như giá trị nền, sau đó đo lặp liên tục cho tới khi nồng độ
các chất khí ô nhiễm có giá trị bằng với giá trị không khí nền thì kết thúc thí nghiệm. Ghi chép lại thời gian cháy và nồng độ cuối cùng. Lưu ý đầu thu mẫu của các thiết bị
lấy mẫu được đặt tại độ cao 1,5m so với mặt đất và đặt cùng hướng gió.
Thực hiện theo quy định và hướng dẫn trong Thông tư số 24/2017/TT- BTNMT quy định kỹ thuật về quan trlà ppm và điều kiện tiêu chuẩn quy định là 25oC, 760mmHg, nồng độ các chất ô nhiễm được đổi theo công thức sau:
CO: ppm x 1,14 = mg/Nm3
SO2: ppm x 2,62 = mg/Nm3 NO2: ppm x 1,88 = mg/Nm3
NO: ppm x 1,23 = mg/Nm3
Hoặc sử dụng công thức:
Nồng độ (mg/m3) = Nồng độ (ppm) x Khối lượng phân tử (
g mol) Thể tích ở điều kiện chuẩn (l)
Lượng khí phát thải được kiểm kê bằng lượng rơm rạđem đốt và hệ số phát thải
tương ứng của mỗi chất khí.
a. Tính toán lượng rơm rạđem đốt
(1) Công thức tính
Công thức được xây dựng nhằm tính toán lượng rơm rạđem đốt như sau:
M = P x N x B x MCE (2.1)
Trong đó
P: Diện tích sản xuất lúa (ha/ năm).
N: Lượng rơm rạ phát sinh theo diện tích (kg/m2, tấn/ha) B: tỉ lệđốt phụ phẩm (%).
MCE: hiệu suất cháy (%).
(2) Các hệ số phục vụ tính toán
Diện tích sản xuất lúa (P)
Số liệu về diện tích sản xuất lúa được kế thừa từ Báo cáo Niên giám thông kê của Tổng cục thống kê và Cục thống kê tỉnh An Giang
Lượng rơm rạ theo diện tích (N).
Do tại vùng Tây Nam Bộ, hầu hết lúa được thu hoạch bằng máy gặt đập liên hợp, do đó rơm rạ phát sinh chủ yếu được rải đều trên bề mặt ruộng. Nghiên cứu đã
thực hiện 3 thí nghiệm tại cánh đồng trong vụlúa Đông Xuân tháng 3 năm 2018.Tại mỗi vị trí thí nghiệm, để xác định lượng rơm rạ phát sinh theo diện tích, lựa chọn ngẫu nhiên 3 ô tiêu chuẩn với diện tích mỗi ô là 1m2. Tiến hành thu hoạch rơm rạ trên mỗi ô tiêu chuẩn, sau đó xác định giá trị rơm rạ phát sinh trung bình trên mỗi 1 m2. Kết quảđược trình bày trong mục 3.1.1.
Hình 2.8. Lập ô tiêu chuẩn Hình 2.9. Thu rơm rạ trên ô tiêu chuẩn
Hiệu suất cháy MCE.
Trong điều kiện tự nhiên, rơm rạ không thể cháy hoàn toàn, sản phẩm của quả
trình cháy hoàn toàn bao gồm CO, CO2, CH4 và một số chất khí khác. Giả thiết 90%
Cacbon trong rơm rạ trong sau khi cháy chuyển thành CO và CO2. Hiệu suất cháy
được tính thông qua lượng phát thải của CO2 và CO như sau [15] :
MCE = 𝐶𝑂2
𝐶𝑂2+𝐶𝑂 (2.2) Trong đó:
MCE là hiệu suất cháy
CO và CO2 là nồng độ CO và CO2 phát thải được xác định trong mỗi thí nghiệm, (mg/m3).
+ Nếu MCE > 0,9 thì quá trình cháy chủ yếu là cháy ngọn lửa, CO2được sử dụng là chất tham chiếu.
+ Nếu MCE < 0,9 thì quá trình cháy chủ yếu là cháy âm ỉ, CO được sử dụng là chất tham chiếu.
Đểxác định hiệu suất cháy MCE, tiến hành đốt ngẫu nhiên 3 vị trí tại 3 khu vực thực hiện đánh giá với diện tích là 50 m2, 55 m2 và 60 m2. Đặc điểm vị trí thực
nghiệm được mô tả trong mục 2.3.5. Kết quảđo đạc và tính toán được thể hiện trong mục 3.1.2.
Tỉ lệđốt rơm rạ B
Tỉ lệđốt rơm rạ được xác định qua kết quả phỏng vấn người dân trên địa bàn tỉnh An Giang về hiện trạng sử dụng rơm rạ cho các mục đích khác nhau.
b. Tính toán kiểm kê
(1) Công thức tính
Nhằm kiểm kê các khí ô nhiễm tại tỉnh An Giang: PM10, PM2,5, CO, CO2, NO2, SO2, công thức tính phát thải từđốt rơm, rạnhư sau sau:
EAi =M x EFi (2.3)
Trong đó
i: chất ô nhiễm i ;
EA: lượng khí thải của chất ô nhiễm i từ hoạt động đốt rơm rạ; Mj: sản lượng rơm rạđược đốt cháy (kg/ năm);
EFi: hệ số phát thải của chất ô nhiễm i (g/ kg).
(2) Lựa chọn hệ số phát thải của các chất ô nhiễm
Bảng 2.5. Hệ số phát thải khí ô nhiễm trong các nghiên cứu khác ST T Địa điểm áp dụng Tác giả PM10* PM2,5 CO CO2 NO2 SO2 Nguồn 1 Trung Quốc CAO Guoliang (2007) - - 67.98 1674.12 0.33 0.18 [16]
2 Trung Quốc Hefeng Zhang (2008) - - 64.2 791.3 0.79 - [17]
3 Ấn Độ Shivraj Sahai
(2006) - - 82 - - - [18]
4 Thái Lan Butchaiah
Gadde (2009) 3,7 12.95 34.7 1460 0.07 2 [19]
5 Hệ số lựa
* Bụi PM10 không bao gồm bụi PM2,5
Do Việt Nam chưa xây dựng được bộ hệ số phát thải riêng cho hoạt động đốt
rơm rạ, nên phần lớn các nghiên cứu kiểm kê thường sử dụng bộ hệ số phát thải từ các nước Trung Quốc, Thái Lan, Ấn Độ và Philippin. Đối với điều kiện nắng nóng
quanh năm và đặc trưng khí hậu nhiệt đới gió mùa tại vùng Tây Nam Bộ, bộ số liệu hệ số phát thải từ nghiên cứu của Butchaiah Gadde (2009) tại Thái Lan được sử dụng
để kiểm kê.
2.3.6. 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
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Các hệ số phục vụ tính toán.
3.1.1. Lượng rơm rạ phát sinh theo diện tích
Tại mỗi vị trí thí nghiệm, để xác định lượng rơm rạ phát sinh theo diện tích, lựa chọn ngẫu nhiên 3 ô tiêu chuẩn với diện tích mỗi ô là 1m2. Tiến hành thu hoạch rơm rạ trên mỗi ô tiêu chuẩn, sau đó xác định giá trị rơmrạ phát sinh trung bình trên mỗi 1 m2. Kết quả được thể hiện trong Bảng 3.1.
Bảng 3.1. Lượng rơm rạ phát sinh theo diện tích
STT Ký hiệu mẫu Khối lượng rơm trên 1 m2
1 VT1 1,7
2 VT2 1,6
3 VT3 1,7
4 Trung bình (N) 1,7
3.1.2. Hiệu suất cháy
Đểxác định hiệu suất cháy MCE, tại 3 vị trí quan trắc tiến hành đốt thí nghiệm
rơm rạ với diện tích đốt lần lượt là 50 m2, 55 m2, 60 m2. Tiến hành đo nhanh thông
số CO và CO2. Kết quảđo đạc và tính toán được trình bày trong Bảng 3.2.
Bảng 3.2. Hiệu suất cháy rơm, rạ tại An Giang
Kí hiệu mẫu Diện tích đốt (m2) Nồng độ CO (mg/m3) Nồng độ CO2 (mg/m3) Hiệu suất cháy MCE Quá trình cháy VT1 50 90,2 410,9 0,82 Âm ỉ VT2 55 70,3 431,8 0,86 Âm ỉ VT3 60 72,9 274,2 0,79 Âm ỉ Trung bình 55 77,8 372,3 0,82 Âm ỉ
3.2. Tình hình sản xuất lúa 3.2.1. Tỉnh An Giang 3.2.1. Tỉnh An Giang
Năm 2011 đến nay, An Giang có diện tích sản xuất lúa trung bình khoảng trên
600 nghìn ha/năm, và đạt sản lượng lúa gần 4 triệu tấn lúa/năm. Năm 2016 có 669
nghìn ha đất trồng lúa, sản lượng đạt 3.974 nghìn tấn/ha chiếm 9,3% tổng sản lượng lúa của cảnước. An Giang sản xuất lúa theo 3 mùa vụ khác nhau bao gồm Đông Xuân (tháng 11 đến tháng 2 năm sau), Hè Thu (tháng 4 đến tháng 8) và Thu Đông (tháng 8
đến tháng 11).
Năm 2014 tỉnh An Giang tiến hành chuyển dịch cơ cấu cây trồng nên diện tích trồng lúa giảm, các năm sau diện tích tiếp tục tăng trở lại. Tuy năm 2014 diện tích canh tác lúa giảm nhưng do năng suất cây lúa cao nhưng sản lượng lúa không giảm so với năm 2013. Năm 2016 sản lượng lúa giảm xuống chỉ còn gần 4 triệu tấn dù diện tích canh tác là lớn nhất trong suốt 6 năm qua, nguyên nhân chủ yếu là do ảnh hưởng của hạn mặn và thời tiết không thuận lợi.
Hình 3.1. Diện tích và sản lượng lúa theo các năm [20]
Năm 2014 tỉnh An Giang tiến hành chuyển dịch cơ cấu cây trồng nên diện tích trồng lúa giảm, các năm sau diện tích tiếp tục tăng trở lại. Tuy năm 2014 diện tích canh tác lúa giảm nhưng do năng suất cây lúa cao nhưng sản lượng lúa không giảm so với năm 2013. Năm 2016 sản lượng lúa giảm xuống chỉ còn gần 4 triệu tấn dù diện tích canh tác là lớn nhất trong suốt 6 năm qua, nguyên nhân chủ yếu là do ảnh hưởng của hạn mặn và thời tiết không thuận lợi. Do đặc trưng của từng mùa vụ là khác nhau