Nghiên cứu của Nguyễn Thị Kim Oanh và các cộng sự được công bố vào năm 2011 về đặc điểm phát thải các hạt vật chất từ đốt rơm rạ tại Thái Lan. Trong nghiên cứu này các tác giả đã tiến hành thí nghiệm hệ hở tại đồng ruộng và hệ kín trong phòng thí nghiệm để xác định sự hình thành các chất gây ô nhiễm trong khói thải, hệ số phát thải của các chất ô nhiễm, các hạt bụi và so sánh chúng tại 2 điều kiện đốt hệ kín và hệ hở.
Phương pháp cân bằng carbon và tỷ lệ phát thải đã được sử dụng để xác định hệ số phát thải PM (EF) trong các thí nghiệm đốt cháy rơm rạ (RS). Hệ số phát thải thu được có sự khác nhau giữa 2 thí nghiệm phản ánh nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đốt cháy và phát thải như điều kiện khí hậu, độ ẩm của vật chất, nhiệt độ, kích thước đám cháy. Trong các thí nghiệm kín, EF tùy thuộc vào loại đốt, độ ẩm và quá trình đốt hoàn toàn. Ngoài ra, trong các thí nghiệm thực địa, tốc độ cháy và EF cũng bị ảnh hưởng bởi thời tiết nhiệt độ và hướng gió tại thời điểm đốt. Đốt đống trong hệ kín tạo ra EF cao hơn đáng kể (20 ± 8 g/kg RS) so với đốt cháy trải rộng trên diện tích lớn(4,7± 2,2 g/kg
RS). Phần lớn PM phát ra từ quá trình đốt trải rộng là PM2,5 với EF là 5,1± 0,7
g/m2 hoặc 8,3±2,7 g/kg rơm rạ bị đốt cháy. Kết quả EF của PM10 (9,4±3,5
g/kg RS) không cao hơn nhiều so với hệ số phát thải của các hạt PM 2,5. Phân
bố kích thước PM được đo trên 8 phạm vi kích thước (từ <0,4 mm đến> 9,0 mm). Các chất chủ yếu phân bố nhiều nhất trong hạt PM2,5 và PM10 bao gồm OC, các ion hòa tan trong nước và levoglucosan. Có chứa tương đối các methoxyphenol (ví dụ acetylsyringone), PAHs (ví dụ fluoranthene và pyrene),
thuốc trừ sâu organochlorine và PCB. Sự hiện diện của các hợp chất độc hại trong PM của khói đốt làm tăng tác động độc hại tiềm tàng của khí thải. Trong
thí nghiệm này 16 PAHs chỉ đóng góp khoảng 2 mg/g PM2,5và PM10, với thí
nghiệm kín chỉ 0,11 mg/g PM. Bên cạnh naphtalen, một số PAHs có mặt nhiều được phát hiện là fluoranthene và pyrene. Các PAHs 4 và 5 vòng khác (từ BaA đến BaP) xuất hiện cũng tương đối nhiều trong khi các hợp chất 6 vòng BghiP được phát hiện ở mức độ thấp và IcdP không được phát hiện. Sự phong phú của các PAHs trong PM tìm thấy trong nghiên cứu này tương tự như các nghiên cứu khác về đốt RS (Jenkins et al., 1996; Sheesley et al.,
2003) và khói sinh khối khác (Oros and Simoneit, 1999). Fluoranthene là PAHs điển hình nhất được phát hiện trong nghiên cứu, có đóng góp cao hơn nhưng thay đổi đáng kể giữa các thí nghiệm.
Năm 2006 một nghiên cứu của Haleh Keshtkar và Lowell L. Ashbaugh được công bố, nghiên cứu này xem xét sự phân bố kích thước hạt trong khói thải của hai chất thải nông nghiệp phổ biến ở California, cây hạnh nhân cắt tỉa và rơm sau thu hoạch. Kết quả cho thấy nhiệt độ đốt cháy là một yếu tố quan trọng trong việc xác định thành phần PAHs hạt trong khói. Tổng phát thải PAHs từ đốt rơm là 18,6 mg/kg rơm rạ đốt, trong khi lượng khí thải từ việc cắt tỉa hạnh nhân thấp hơn ở mức 8,03 mg/kg. PAHs 5 và 6 vòng ít biến động hơn, chủ yếu hấp phụ trên các hạt nhỏ hơn được hình thành trong giai đoạn đầu của quá trình đốt cháy, trong khi các PAHs 3 và 4 vòng hình thành trên các hạt lớn hơn khi khói nguội. Các mẫu được phân tích ưu tiên 16 PAHs gây ô nhiễm trong nghiên cứu này. Tuy nhiên, chỉ có PAHs với trọng lượng phân tử 178 (phenanthrene) và cao hơn đã có mặt trong hai thí nghiệm. Các hợp chất dễ bay hơi hơn chủ yếu trong pha khí hoặc bị mất trong quá trình lấy mẫu hoặc lưu trữ. Một lượng nhỏ naphtalen đã được xác định trong một số mẫu, nhưng không định lượng. Anthracene có mặt trong mẫu rơm rạ đốt nhưng không được phát hiện trong khói đốt hạnh nhân. Phenanthren, anthracene, fluoranthene và pyrene chiếm 73% PAHs từ khói rơm trong khi phenanthrene, fluoranthene, pyrene và benzo [a] anthracene chiếm 64% của tất cả các PAHs từ khói hạnh nhân. Sự phân bố giữa các PAHs có phân tử lượng khác nhau với 2 loại cây được thể hiện rõ trên 2 hình 2.4 và 2.5.
Hình 2.4 Phân bố kí PAHs ba và bốn vòng lượng 178-228) hệ số (a) khói đốt cây hạnh
(b) khói đốt rơ
Nhiệt độ đám ch độ ban đầu, nhưng cũng liệu và loại cháy lan rộ lượng hạt thấp hơn, hydrocacbon thơm đa v tương đối nhiều hạt si đoạn cháy, ít biến động đốt cháy, ngưng tụ tốt n hơn và cung cấp một bề kích thước của vòng (phân tử trọng ố phát thải cho: nh nhân cắt tỉa và t rơm rạ. Hình 2.5 Phân bố PAHs năm và sáu v trọng lượng 252-278)
cho: (a) khói đốt cây tỉa và (b) khói đ
Nguồn: Haleh Keshtkar and Lowell L.
ám cháy phụ thuộc chủ yếu vào cách đốt, cách ũng bị ảnh hưởng bởi lượng nhiên liệu đốt ch lan rộng hay thành đống. Ngọn lửa nóng th
, cũng như các chất ô nhiễm hữu c đa vòng. Ngọn lửa với nhiệt độ cao hơn có x hạt siêu mịn. Ngưng tụ PAHs xảy ra sớm h
động và nhiều chất phong phú hơn. Ở bất kỳ g ụ tốt nhất xảy ra trên các hạt siêu mịn vì chúng
ột bề mặt cao hơn tỷ lệ khối lượng.
kích thước của sáu vòng (phân tử 278) hệ số phát thải t cây hạnh nhân cắt đốt rơm rạ. ell L. Ashbaugh (2006) t, cách cung cấp nhiệt đốt cháy, độ ẩm nhiên ng thường tạo ra một u cơ thấp hơn như n có xu hướng sinh ra m hơn trong các giai t kỳ giai đoạn nào của chúng có số lượng lớn
Thêm một nghiên cứu khác của tác giả Paul M. Lemieux và cộng sự về phát thải các chất hữu cơ độc hại vào không khí từ việc đốt mở được công bố vào năm 2004. Trong đó có nghiên cứu về đốt tàn dư nông nghiệp ngoài đồng ruộng sinh ra các chất hữu cơ VOC, PAHs và phát thải các chất vào không khí từ các loại cấy trồng khác nhau. Kết quả được trình bày trong bảng 2.8.
Bảng 2.8. Phát thải từ đốt nông nghiệp /cây trồng (mg/kg đốt)
Hợp chất Rơm lúa mạch mg/kg đốt Bắp ngô mg/kg đốt Rơm rạ mg/kg đốt Lúa mỳ mg/kg đốt Naphtalen 80,30 4,48 8,39 196,19 2-Methylnaphthalene 2,70 2,63 5,43 1,07 Acenaphthylen 11,75 0,40 1,06 1,50 Acenaphthene 9,31 0,66 0,31 0,17 Fluorene 2,70 0,12 0,36 0,32 Phenanthren 17,35 1,61 1,54 4,09 Anthracene 3,00 0,19 0,27 1,07 Fluoranthene 2,30 0,80 0,45 3,93 Pyrene 3,58 0,77 0,35 2,47
Benz [aj] anthracene 1,13 0,19 0,15 1,30
Chrysene 1,43 0,27 0,17 1,37
Benzo [b] fluoranthene 2,40 4,66 0,15 1,14 Benzo [k] fluoranthene 0,60 2,85 0,10 0,48 Benzo [a] pyren
Benzo [e] pyren
0,78 1,01 9,56 11,26 0,08 0,11 0,41 0,59 Perylene 0,23 2,08 0,02 0,44
Benzo [ghi] perylene 0,52 0,57 0,04 1,05 Indeno [1,2,3-cd] pyren 0,59 9,67 0,06 0,67 Dibenz [a, h] anthracene 0,01 0,57
Nguồn: Paul M. Lemieux et al. (2004)
Nghiên cứu của Kang-Shin Chen et al., 2008: Ảnh hưởng của việc đốt cháy rơm rạ đối với nồng độ của hydrocarbon thơm đa vòng khí quyển ở miền Trung Đài Loan. Nghiên cứu cho thấy với những PAHs có phân tử lượng thấp chiếm tỷ lệ lớn nhất trong tổng số PAHs (khoảng 87,0%), tiếp theo là PAHs phân
tử lượng trung bình (7,1%) và PAHs phân tử lượng cao (5,9%). PAHs trong khói đốt thu được trong thời gian đốt cháy cao hơn 1,54 lần-2,5 lần trong thời gian không đốt cháy. Đốt rơm rạ được ước tính đóng góp xấp xỉ 5,0- 33,5% trên tổng số PAHs trong khí quyển tại địa điểm nghiên cứu. Đáng chú ý là PAHs có mặt ở cả hai các pha khí và hạt, tùy thuộc vào hơi áp suất của từng PAHs trong không khí xung quanh. Phần lớn trong không khí, PAHs 2- 3 vòng tồn tại trên pha khí; PAHs 4 vòng nằm cả hai pha khí và hạt; pha hạt chủ yếu là PAHs lớn hơn 5 vòng.