Nồng độ trung bình của CO2, NO2 và SO2 ở Hậu Giang, An Giang, Vĩnh Long và Cần Thơ trong mẫu nền và trong mẫu đốt được thể hiện trong Bảng 3.19 (kết quả chi tiết được trình bày trong Phụ lục 3). Nồng độ của các khí này lần lượt nằm trong khoảng từ 669,96 ± 58,29 đến 811,28 ± 44,01 mg/m3 đối với CO2, từ 18 ± 7 đến 46 ± 19 µg/m3 đối với SO2 và từ 32 ± 2 đến 63 ± 5 µg/m3 đối với NO2
trong mẫu nền. Tuy nhiên, đối với mẫu đốt, nồng độ của các khí này đã tăng lên đáng kể, dao động từ 937,40 ± 82,07 đến 1076,62 ± 27,85 mg/m3, từ 258 ± 89 đến 375 ± 62 µg/m3 và từ 281 ± 25 đến 344 ± 90 µg/m3, tương ứng. Nồng độ của SO2
và NO2 trong quá trình đốt cao hơn ngưỡng cho phép của tiêu chuẩn chất lượng không khí xung quanh của Việt Nam (trung bình giờ là 350 µg/m3 đối với SO2 và 200 µg/m3 đối với NO2) [148]. Mặc dù quá trình đốt chỉ diễn ra trong thời gian ngắn nhưng đã làm tăng đáng kể nồng độ CO2, SO2 và NO2 so với mẫu nền trong đó CO2 là sản phẩm chính từ quá trình đốt rơm rạ. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng CO2 hình thành từ việc đốt rơm rạ là CO2 nhanh (prompt), lượng CO2 thực vào khí quuyển chỉ khoảng một phần ba đến một nửa so với lượng CO2 được tạo thành, do nó bị hấp thụ bởi các loại thực vật xung quanh [164]. Do đó, mặc dù CO2 là sản phẩm chính từ quá trình đốt cháy rơm rạ và mặc dù không độc hại nhưng CO2 là khí nhà kính chính. Trong khi đó, NO2 và SO2 là những chất tiềm ẩn gây ra mưa axit [33].
Bảng 3.19. Nồng độ trung bình của các chất ô nhiễm dạng khí
Chất ô nhiễm Loại mẫu Nồng độ trung bình (25
oC, 1 atm)
Hậu Giang An Giang Vĩnh Long Cần Thơ CO2 (mg/m3) Mẫu nền 760,2 ± 17,5 670 ± 58,29 811,3 ± 44 709 ± 67,7 Mẫu đốt 974,6 ± 35,9 937,4 ± 82,1 1076,6 ± 27,9 997,1±64,6 SO2 (µg/m3) (n = 13) Mẫu nền 19 ± 5 23 ± 3 46 ± 19 18 ± 7 Mẫu đốt 258 ± 89 327 ± 32 375 ± 62 273 ± 66 NO2 (µg/m3) Mẫu nền 32 ± 2 47 ± 4 50 ± 6 63 ± 5
Chất ô nhiễm
(n = 13)
Loại mẫu Nồng độ trung bình (25
oC, 1 atm)
Hậu Giang An Giang Vĩnh Long Cần Thơ
Mẫu đốt 281 ± 25 316 ± 44 330 ± 33 344 ± 90 Hình 3.14. Chênh lệch nồng độ các chất dạng khí cơ bản N ồn g độ ( µ g/ m 3 )
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Luận án đã xây dựng được bộ hệ số phát thải từ hoạt động đốt rơm rạ ngoài đồng ruộng, trên cơ sở đó luận án đã tính toán, kiểm kê phát thải từ hoạt động đốt rơm rạ tại miền Tây Nam Bộ. Đồng thời, luận án cũng đã đánh giá tác động của hoạt động đốt rơm rạ đến chất lượng không khí tại miền Tây Nam Bộ và xác định được các yếu tố đánh dấu để nhận dạng nguồn đốt rơm rạ, cụ thể như sau:
1. Đã xây dựng được bộ hệ số phát thải các chất ô nhiễm không khí đặc trưng cho quá trình đốt hở rơm rạ tại khu vực miền Tây Nam Bộ, gồm 4 nhóm: (1) Bụi (PM2,5, PM10 và TSP) với hệ số phát thải trung bình lần lượt là 12,1 ± 0,3, 13,6 ± 2,6, 15,5 ± 3,5 mg/kg; (2) Tổng 16 PAHs trên bụi có hệ số phát thải trung bình là 12,8 ± 2,5 mg/kg đối với PM10, 12,5 ± 2,8 mg/kg đối với TSP; (3) 10 VOCs với hệ số phát thải trung bình là 10,7 mg/kg; (4) Nhóm các chất dạng khí gồm EF của CO2, SO2 và NO2 lần lượt là: 1247 ± 190; 1,4 ± 0,3 và 1,3 ± 0,3 (mg/kg). Bộ hệ số phát thải này có thể được sử dụng cho các nghiên cứu và hoạt động kiểm kê phát thải ở mức cao hơn (Tier 2) theo hướng dẫn của Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu.
2. Trên cơ sở bộ hệ số phát thải thu được, đã thực hiện kiểm kê phát thải các chất ô nhiễm không khí từ quá trình đốt hở rơm rạ tại miền Tây Nam Bộ trong 5 năm (2016 – 2020). Kết quả cho thấy, không có sự khác biệt đáng kể về mức phát thải giữa các năm. CO2 là chất có mức phát thải lớn nhất, khoảng 20 triệu tấn/năm. Mức phát thải của TSP, PM10, PM2,5, SO2 và NO2 (nghìn tấn/năm) lần lượt là 248, 218, 193, 22, 21. Mức phát thải của PAHs trên bụi và VOCs (tấn/năm) cũng đã được xác định tương ứng là 200 và 170. Trong đó, các tỉnh Kiên Giang, An Giang và Đồng Tháp có đóng góp lớn nhất, Kết quả này có ý nghĩa rất quan trọng đối với các nhà hoạch định chính sách, đóng góp vào cơ sở dữ liệu quốc gia hàng năm về mức phát thải từ hoạt động đốt hở sinh khối.
3. Tác động của hoạt động đốt hở rơm rạ đến chất lượng không khí khu vực miền Tây Nam Bộ cũng đã được xác định. Nồng độ bụi (TSP, PM10 và PM2,5) ở khu vực lân cận trong quá trình đốt tăng từ 25 đến 82 lần so với môi trường nền. Trong đó, dải bụi có kích thước càng nhỏ thì có mức tăng càng lớn. Nồng độ PAH trên TSP và PM10 lần lượt cao hơn 800 lần và 970 lần so với mẫu nền, trong đó bụi càng nhỏ thì sự gia tăng nồng độ PAH càng lớn. Điều này càng làm gia tăng nguy cơ tác hại sức khỏe của việc đốt hở rơm ra. Nhóm BTEX được coi là đóng góp chính trong tổng số 10 VOC đã xác định, chiếm 73%.
4. Luận án cũng đã xác định, tỷ lệ Fth/(Fth+Pyr), B[a]A/(B[a]A+Chr) và B[a]A/ ∑COMB (Fth, Pyr, B[a]A, Chr, B[k]F, B[b]F, B[a]P, I[1,2,3-cd]P và B[ghi]P) có thể được sử dụng làm tỷ lệ chẩn đoán (marker) để nhận dạng phát thải PAH từ nguồn đốt rơm rạ và rất hữu ích trong việc phân biệt việc phát thải PAH giữa hoạt động đốt hở rơm rạ với các dạng nguồn khác.
Trong thời gian tới, nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển theo một số hướng nghiên cứu sau:
Nghiên cứu đánh giá tác động của hoạt động đốt hở rơm rạ trên quy mô rộng hơn, mang tính khu vực và thậm chí toàn cầu.
Nghiên cứu phơi nhiễm và đánh giá nguy cơ gây ung thư của PAHs trên bụi phát thải từ quá trình đốt hở rơm rạ cần được nghiên cứu sâu hơn trong tương lai.
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN
I. Tạp chí Quốc tế (ISI)
1.Pham-Thi Hong Phuong, Trung Dung Nghiem, Pham – T. Mai Thao, Thanh
Dien Nguyen (2022), Emission factors of selected air pollutants from rice straw
open burning in the Mekong Delta of Vietnam, Atmospheric Pollution Research (ISI,
IF: 4,352, Q1), https://doi.org/10.1016/j.apr.2022.101353.
2.Pham-Thi Hong Phuong, Trung Dung Nghiem, Pham – T. Mai Thao, Chau
Thuy Pham, Tham T. Trinh, Thanh Dien Nguyen (2021). Impact of rice straw open
burning on local air quality in the Mekong Delta of Vietnam, Atmospheric Pollution
Research, (ISI, IF: 4,352, Q1), https://doi.org/10.1016/j.apr.2021.101225.
3. Chau Thuy Pham, Bich Thuy Ly, Trung Dung Nghiem, Thi Hong Phuong Pham, Ning Tang, Kazuichi Hayakawa, Akira Toriba (2021), Emission factors of
selected air pollutants from rice straw burning in Hanoi, Vietnam, Air Quality,
Atmosphere & Health (ISI, IF: 3,763, Q2), https://doi.org/10.1007/s11869-021- 01050-6.
II. Tạp chí quốc gia
4. Pham-Thi Hong Phuong, Trung Dung Nghiem, Pham-Thi Mai Thao, Trinh Thi
Tham (2022). Emissions factors of air pollutants from rice straw burning – hood
experiments, VNU Journal of Science: Earth and Environmental, 38 (02): 2588- 1124.
5.Phạm Thị Hồng Phương, Nghiêm Trung Dũng, Phạm Thị Mai Thảo (2020).
Tổng quan phương pháp xác định hệ số phát thải các chất ô nhiễm không khí từ hoạt động đốt hở rơm rạ, Tạp chí KH & CN – Đại học Thái Nguyên, 225(09):17-
25;
6. Nguyễn Chiến Thắng, Phạm Thị Mai Thảo, Phạm Thị Hồng Phương (2018).
Nghiên cứu đánh giá hiện trạng phát sinh và đề xuất giải pháp nâng cao tỉ lệ sử dụng rơm rạ tại tỉnh An Giang, Tạp chí xây dựng Việt Nam; 07. 2018: 171 – 174
7. Hồ Hương Thảo, Phạm Thị Mai Thảo, Phạm Thị Hồng Phương (2018). Nghiên
cứu xác định mức độ phát thải một số chất ô nhiễm không khí từ hoạt động đốt rơm rạ ngoài đồng ruộng tại tỉnh An Giang, Tạp chí xây dựng Việt Nam; 07. 2018: 188
8. Pham Thi Hong Phuong, Nghiem Trung Dung, Pham Thi Mai Thao, Nguyen
Thanh Dien, Trinh Thi Tham (2021), Emission characteristics of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons from rice straw open burning in the Mekong Delta of Vietnam, Proceedings International Conference: The International Conference on
Environment, Resources and Earth Sciences (ICERES), (ISBN: 978-604-73-8627- 7).
9. Hong-Phuong T. Pham, Trung-Dung Nghiem, Mai-Thao T. Pham (2021),
Characterization of selected air pollutants from rice straw open burning in the Mekong Delta of Vietnam, Proceedings of the Kyoto University International
ONLINE Symposium 2021 on Education and Research in Global Environmental Studies in Asia.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Kanabkaew Thongchai and Kim Oanh Nguyen Thi (2010), "Development of
Spatial and Temporal Emission Inventory for Crop Residue Field Burning",
Environmental Modeling & Assessment, 16(5), pp 453-464, 10.1007/s10666- 010- 9244-0
2. Yadav I. C., Linthoingambi Devi N., Li J., Syed J. H., Zhang G. and Watanabe H. (2017), "Biomass burning in Indo-China peninsula and its impacts on regional
air quality and global climate change-a review", Environ Pollut, 227(pp 414- 427, 10.1016/j.envpol.2017.04.085
3. Zhao Hongmei, Zhang Xuelei, Zhang Shichun, Chen Weiwei, Tong Daniel and Xiu Aijun (2017), "Effects of Agricultural Biomass Burning on Regional Haze in
China: A Review", Atmosphere, 8(12), 10.3390/atmos8050088
4. Chen Jianmin, Li Chunlin, Ristovski Zoran, Milic Andelija, Gu Yuantong, Islam Mohammad S., Wang Shuxiao, Hao Jiming, Zhang Hefeng, He Congrong, Guo Hai, Fu Hongbo, Miljevic Branka, Morawska Lidia, Thai Phong, Lam Yun Fat, Pereira Gavin, Ding Aijun, Huang Xin and Dumka Umesh C. (2017), "A review
of biomass burning: Emissions and impacts on air quality, health and climate in China", Science of The Total Environment, 579(pp 1000-1034, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.11.025
5. Estrellan C. R. and Iino F. (2010), "Toxic emissions from open burning", Chemosphere, 80(3), pp 193-207, 10.1016/j.chemosphere.2010.03.057
6. Hao Wei Min and Liu Mei-Huey (1994), "Spatial and temporal distribution of
tropical biomass burning", Global Biogeochemical Cycles, 8(4), pp 495-503,
https://doi.org/10.1029/94GB02086
7. Gadde B., Bonnet S., Menke C. and Garivait S. (2009), "Air pollutant emissions
from rice straw open field burning in India, Thailand and the Philippines",
Environ Pollut, 157(5), pp 1554-8, 10.1016/j.envpol.2009.01.004
8. Cao Guoliang, Zhang Xiaoye, Gong Sunling and Zheng Fangcheng (2008), "Investigation on emission factors of particulate matter and gaseous pollutants
from crop residue burning", Journal of Environmental Sciences, 20(1), pp 50-55,
https://doi.org/10.1016/S1001-0742(08)60007-8
9. Singh G., Gupta M. K., Chaurasiya S., Sharma V. S. and Pimenov D. Y. (2021), "Rice straw burning: a review on its global prevalence and the sustainable
alternatives for its effective mitigation", Environ Sci Pollut Res Int,
https://doi.org/10.1007/s11356-021-14163-3
10. Trần Sỹ Nam Nguyễn Thị Huỳnh Như, Nguyễn Hữu Chiếm, Nguyễn Võ Châu Ngân, Lê Hoàng Việt, Kjeld Ingvorsen. (2014), "Ước tính lượng và các
xử lý rơm rạ ở một số tỉnh đồng bằng Sông Cửu Long", Tạp chí Khoa học Trường
Đại học Cần Thơ, 32(pp 87-93,
11.Reid J. S., Koppmann R., Eck T. F. and Eleuterio D. P. (2005), "A review of
biomass burning emissions part II: intensive physical properties of biomass burning particles", Atmospheric Chemistry and Physics, 5(3), pp 799-825,
http://dx.doi.org/10.5194/acp-5-799-2005
12. Kim K. H., Jahan S. A., Kabir E. and Brown R. J. (2013), "A review of
airborne polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and their human health effects", Environ Int, 60(pp 71-80, 10.1016/j.envint.2013.07.019
13.Ni Haiyan, Han Yongming, Cao Junji, Chen L. W. Antony, Tian Jie, Wang Xiaoliang, Chow Judith C., Watson John G., Wang Qiyuan, Wang Ping, Li Hua and Huang Ru-Jin (2015), "Emission characteristics of carbonaceous particles
and trace gases from open burning of crop residues in China", Atmospheric
Environment, 123(pp 399-406,
http://dx.doi.org/10.1016/j.atmosenv.2015.05.007
14. Chen Kang-Shin, Wang Hsin-Kai, Peng Yen-Ping, Wang Wen-Cheng, Chen Chia- Hsiu and Lai Chia-Hsiang (2012), "Effects of Open Burning of Rice Straw
on Concentrations of Atmospheric Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Central Taiwan", Journal of the Air & Waste Management Association, 58(10),
pp 1318- 1327, 10.3155/1047-3289.58.10.1318
15.Lasko K. and Vadrevu K. (2018), "Improved rice residue burning emissions
estimates: Accounting for practice-specific emission factors in air pollution assessments of Vietnam", Environ Pollut, 236(pp 795-806,
https://doi.org/10.1016/j.envpol.2018.01.098
16.Le H. A., Phuong D. M. and Linh L. T. (2020), "Emission inventories of rice
straw open burning in the Red River Delta of Vietnam: Evaluation of the
potential of satellite data", Environ Pollut, 260(pp
113972, https://doi.org/10.1016/j.envpol.2020.113972
17.Pham Chau-Thuy., Boongla Y., Nghiem T. D., Le H. T., Tang N., Toriba A. and Hayakawa K. (2019), "Emission Characteristics of Polycyclic Aromatic
Hydrocarbons and Nitro-Polycyclic Aromatic Hydrocarbons from Open Burning of Rice Straw in the North of Vietnam", Int J Environ Res Public Health, 16(13),
https://doi.org/10.3390/ijerph16132343
18.Martin G., Nguyen Van H., Pauline C. and Boru D. (2020 ), "Sustainable Rice
Straw Management", Springer Nature Switzerland Springer, Cham,
https://doi.org/10.1007/978-3-030-32373-8
19.Zafar S (2015 ), "Rice straw as bioenergy resource", Bioenergy Consult, Available: https://www.bioenergyconsult.com/rice-straw-as-bioenergy-resource/ [Accessed on].
Jamieson C., Thornley P. and Gummert M. (2016), "Generating a positive energy
balance from using rice straw for anaerobic digestion", Energy Reports, 2(pp 117- 122, https://doi.org/10.1016/j.egyr.2016.05.005
21. Bryanm Jenkins, Danieljones, Scottw.Turn and Williams Robertb. (1996), "Emission of trace gases and aerosols from biomassEmission Factors for
Polycyclic Aromatic Hydrocarbons from Biomass Burning", Environ. Sci.
Technol, pp 2462-2469,
22. Kharub Ajit, Sharma Ramesh, Mongia A. D., Chhokar Rajender, Tripathi Subhash and Sharma V. K. (2004), "Effect of rice (Oryza sativa) straw removal,
burning and incorporation on soil properties and crop productivity under rice- wheat (Triticum aestivum) system", Indian Journal of Agricultural Sciences,
74(pp 295- 299,
23. Zhang P., Wei T., Jia Z., Han Q., Ren X. and Li Y. (2014), "Effects of straw
incorporation on soil organic matter and soil water-stable aggregates content in semiarid regions of Northwest China", PLoS One, 9(3), pp e92839,
10.1371/journal.pone.0092839
24.Zhao Xinlin, Yuan Guoyin, Wang Huoyan, Lu Dianjun, Chen Xiaoqin and Zhou Jianmin (2019), "Effects of Full Straw Incorporation on Soil Fertility and Crop
Yield in Rice-Wheat Rotation for Silty Clay Loamy Cropland", Agronomy, 9(3),
pp 133, https://www.mdpi.com/2073-4395/9/3/133
25. Rahman M Ataur, Chikushi Jiro, Saifizzaman M and Lauren Julie G (2005), "Rice straw mulching and nitrogen response of no-till wheat following
rice in Bangladesh", Field Crops Research, 91(1), pp 71-81,
26. Yang WenJie, Guo FengLing and Wan ZhengJie (2013), "Yield and size of
oyster mushroom grown on rice/wheat straw basal substrate supplemented with cotton seed hull", Saudi journal of biological sciences, 20(4), pp 333-338,
27. Drake D, Nader Glenn and Forero Larry (2002), "Feeding rice straw to
cattle", UCANR Publications,
28. Jin Shengying and Chen Hongzhang (2006), "Structural properties and
enzymatic hydrolysis of rice straw", Process Biochemistry, 41(6), pp 1261-1264,
29. Liu Tao (2017), "The process of biogas production by rice straw", Advances in engineering research, 114(pp 462-464,
30. Ye Jingqing, Li Dong, Sun Yongming, Wang Guohui, Yuan Zhenhong, Zhen Feng and Wang Yao (2013), "Improved biogas production from rice straw
by co- digestion with kitchen waste and pig manure", Waste Management,
33(12), pp 2653-2658,
31. R. Koppmann, K. von Czapiewski and Reid J. S. (2005), "A review of
biomass burning emissions, part I- gaseous emissions of carbon monoxide, methane, volatile organic compounds, and nitrogen containing compounds ",
Chemistry and Physics Discussions, 5(pp 10455-10516, https://doi.org/10.5194/acpd-5-10455-2005
32.Kim Oanh Nguyen Thi, Tipayarom Aungsiri, Ly Bich Thuy, Tipayarom Danutawat, Simpson Christopher D., Hardie David and Sally Liu L. J. (2015), "Characterization of gaseous and semi-volatile organic compounds emitted from
field burning of rice straw", Atmospheric Environment, 119(pp 182-191,
https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2015.08.005
33. Chen J., Li C., Ristovski Z., Milic A., Gu Y., Islam M. S., Wang S., Hao J., Zhang H., He C., Guo H., Fu H., Miljevic B., Morawska L., Thai P., Lam Y. F., Pereira G., Ding A., Huang X. and Dumka U. C. (2017), "A review of biomass
burning: Emissions and impacts on air quality, health and climate in China", Sci
Total Environ, 579(pp 1000-1034, 10.1016/j.scitotenv.2016.11.025
34.Alves C. A., Gonçalves C., Evtyugina M., Pio C. A., Mirante F. and Puxbaum H. (2010), "Particulate organic compounds emitted from experimental wildland
fires in a Mediterranean ecosystem", Atmospheric Environment, 44(23), pp 2750-2759, https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2010.04.029
35.Feng Shaolong, Gao Dan, Liao Fen, Zhou Furong and Wang Xinming (2016),