PHẦN 2 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
2.5.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
2.5.1.1. Thái Lan
Thái Lan là một quốc gia dựa vào nông nghiệp với các loại cây trồng chính, bao gồm: lúa, sắn, mía (Nguyen Thi Kim Oanh et al., 2011).
Năm 2007, sản lượng lúa của nước này đạt hơn 30 triệu tấn, tạo ra một lượng rơm rạ khổng lồ để lại trên đồng ruộng. Hầu hết, những người nông dân thường đốt phế phụ phẩm nông nghiệp sau khi thu hoạch ngay tại đồng ruộng để chuẩn bị cho vụ mùa sau, tạo ra một lượng thải lớn các chất gây ô nhiễm không khí. Theo nghiên cứu, lượng khí thải do đốt phế phụ phẩm nông nghiệp ở Thái Lan năm 2007 được thể hiện qua hình 2.2 (a). Trong đó đốt rơm rạ đóng góp lớn nhất trong tổng phát thải khí (~80%), đặc biệt là vào mùa khô và ở trung tâm Thái Lan hình 2.4 (b)(Nguyen Thi Kim Oanh et al., 2011).
Hình 2.4. Biểu đồ tỉ lệ các khí do đốt phế phụ phẩm nông nghiệp (a) và đốt rơm rạ (b) ngoài trời Thái Lan năm 2007
Chú giải: Số liệu trong ngoặc đơn: Số thứ nhất chỉ lượng khí thải (đơn vị: Gg), số thứ 2 thể hiện tỉ lệ % các khí.
Hoạt động kiểm kê phát thải khí do đốt phế phụ phẩm nông nghiệp tại đất nước này được nghiên cứu theo cả không gian và thời gian. Theo không gian, phát thải ban đầu được phân tách theo địa giới hành chính của tất cả 76 tỉnh ở Thái Lan để có được khí thải hàng năm của từng tỉnh. Phần trung tâm của nước này có phát thải khí cao nhất, tiếp theo là Đông Bắc, phía Bắc và phía Nam đồng bằng, đây là những khu vực trồng lúa chiếm ưu thế ở trung tâm (dọc theo sông Chaopraya). Lượng khí thải này thường cao hơn ở xung quanh các tỉnh, đô thị lớn như Bangkok, Khonkaen và Chiang Mai.
Theo thời gian, nghiên cứu của các chuyên gia cho thấy lượng khí thải cao là vào mùa khô (tháng 10 - tháng 4) và đạt cực đạt vào tháng 11, tháng 12 khi lúa và các cây trồng khác đang thu hoạch. Thực tế cho thấy mùa khô là mùa ô nhiễm
không khí với mức độ cao hơn do một số nguyên nhân như không khí bị ứ đọng, thiếu độ ẩm và tăng cường sự vận chuyển khí thải ở phạm vi xa hơn từ các vùng ở đầu hướng gió .
2.5.1.2. Indonesia
Sản xuất nông nghiệp ở Indonesia tạo ra một lượng lớn phế phụ phẩm và những phế phụ phẩm này thường được đốt cháy trên đồng ruộng sau mỗi vụ thu hoạch. Tại những nước đang phát triển ở châu Á, đặc biệt là ở Indonesia việc đốt cháy phế phụ phẩm nông nghiệp và chất thải rắn đô thị thường diễn ra ở khu vực đông dân. Vì vậy mà nó ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng không khí và sức khỏe của người dân nơi đây. Theo ước tính của các chuyên gia ở Indonesia (năm 2007), lượng khí thải do đốt sinh khối ngoài trời được thể hiện qua hình 2.5. Trong đó đốt rơm rạ trên đồng ruộng đóng góp lớn nhất vào tổng lượng khí thải do đốt sinh khối. Cụ thể: 92% đối với CO, PM2.5 và NOx; 81% với SO2 và 84% với BC. Như vậy trên 80% khí thải do đốt phế phụ phẩm nông nghiệp là từ rơm rạ, chỉ còn lại 10 - 20% là đóng góp của các cây trồng khác (D.A. Permadi et al., 2013).
Hình 2.5. Biểu đồ tỉ lệ các khí do đốt phụ phẩm nông nghiệp ngoài trời ở Indonesia năm 2007
Chú giải: Số liệu trong ngoặc đơn: Số thứ nhất chỉ lượng khí thải (đơn vị: Gg), số thứ 2 thể hiện tỉ lệ % các khí. Khí thải do đốt phế phụ phẩm nông nghiệp ngoài trời ở Indonesia được nghiên cứu theo cả không gian và thời gian. Theo không gian thì lượng khí thải được thấy rõ nhất ở Đông Jave và nam Sumatra, đây là những khu vực canh tác nông nghiệp chủ yếu ở Indonesia. Lượng khí thải tương đối cao cũng được tìm thấy phía Bắc Sumatra, tất cả các phần của Java, Bali, Tây và Nam Kalimanta,
Bắc và Nam Sulavesi. Còn phía Đông của Indonesia (Papua, Maluka...) lượng khí thải thấp hơn bởi vì lúa không phải là cây lương thực chủ yếu của vùng. Theo thời gian thì lượng khí thải do đốt phế phụ nông nghiệp ngoài trời lớn nhất xảy ra vào mùa khô (tháng 8 - 10). Tháng 8 - 10 ở Indonesia được coi là thời gian mà lượng khí thải do đốt rơm rạ trên đồng ruộng ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường vì thời gian này hầu hết rơm rạ được đốt ngay tại đồng ruộng để chuẩn bị cho vụ gieo trồng sau (D.A. Permadi et al., 2013).
2.5.1.3. Trung Quốc
Với tốc độ tăng trưởng dân số và kinh tế nhanh chóng, Trung Quốc đang phải đối mặt với vấn đề ô nhiễm không khí nghiêm trọng trong nhiều thập kỉ, đặc biệt là trong khu vực đô thị với nồng độ bụi cao. Kết quả ô nhiễm chủ yếu từ đốt phế phụ phẩm nông nghiệp trên đồng ruộng, điều này dẫn đến một số hậu quả nghiêm trọng như nhiều sân bay và đường cao tốc phải ngừng hoạt động do sương khói dày đặc. Hơn nữa khí thải CO, NOx còn làm giảm nồng độ của OH- ở tầng đối lưu. Để hạn chế vấn đề này, chính phủ Trung Quốc đã ban hành các luật và quy định cấm đốt phế phụ phẩm nông nghiệp. Nông dân được khuyến khích là vùi phụ phẩm vào đất để tạo ra nguồn phân bón hữu cơ. Tuy nhiên hoạt động này làm tăng lao động, chi phí và một số tác dụng phụ lên cây trồng. Do đó, nó không được thông qua bởi hầu hết nông dân và một tỉ lệ lớn các phế phụ phẩm nông nghiệp vẫn bị đốt cháy trên đồng ruộng (S. Yang et al., 2008)
Trước những ảnh hưởng do đốt phế phụ phẩm nông nghiệp đến môi trường, các nhà nghiên cứu đã tiến hành kiểm kê phát thải khí do hoạt động này gây ra và Suquian với 4523 km2 tổng diện tích đất canh tác đã được chọn là một khu vực để nghiên cứu, nơi mà lúa mì được trồng nhiều nhất.
Dựa trên dữ liệu của sản lượng nông sản từ năm 2001 - 2005, trung bình hàng năm khối lượng phế phụ phẩm nông nghiệp được tạo ra ước tính là 3,04 triệu tấn. Khoảng 82% lúa mì và 37% lúa gạo được đốt tại cánh đồng, do đó tỉ lệ phế phụ phẩm đốt trên đồng ruộng là khoảng 43%. Kết quả kiểm kê phát thải do đốt phế phụ phẩm nông nghiệp ở Trung Quốc năm 2006 được thể hiện qua hình 2.6. Trong đó khoảng 78% các khí được phát thải từ vụ hè. Trong suốt vụ hè từ 4 - 13 tháng 6 năm 2006, do ảnh hưởng của đốt phế phụ phẩm nông nghiệp, nồng độ trung bình hằng ngày của PM10, NO2, SO2 lần lượt là 0,226; 0,051 và 0,063 mg/m3. Trong đó nồng độ trung bình của PM10 vượt quá 0,25 mg/m3 (Tiêu chuẩn về chất lượng môi trường không khí xung quanh của Trung Quốc).
Hình 2.6. Biểu đồ tỉ lệ các khí do đốt phụ phẩm nông nghiệp ngoài trời ở Trung Quốc năm 2006
Chú giải: Số liệu trong ngoặc đơn: Số thứ nhất chỉ lượng khí thải (đơn vị: Gg), số thứ 2 thể hiện tỉ lệ % các khí.