tiểu luận môn đánh giá vòng đời sản phẩm (LCA)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNGTIỂU LUẬN ĐÁNH GIÁ VÒNG ĐỜI SẢN PHẨM Đề tài: “Đánh giá vòng đời sản phẩm gạo trong giai đoạn chuẩn bị nguyên vật liệ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

TIỂU LUẬN

ĐÁNH GIÁ VÒNG ĐỜI SẢN PHẨM

Đề tài: “Đánh giá vòng đời sản phẩm gạo trong giai đoạn chuẩn bị nguyên

vật liệu và giai đoạn sản xuất”

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH ẢNH

I ĐẶT VẤN ĐỀ

Hiện nay nông nghiệp đang là một trong hai ngành sản xuất lớn mạnh nhất của xã hội vì

nó liên quan trọng đến đời sống con người và không thể thay thế được Vì nông nghiệp sảnsinh ra những sản phẩm nuôi sống con người mà không một ngành sản xuất nào có thể thaythế Quan trọng nhất là việc sản xuất nông nghiệp quyết định được con người có đủ lươngthực để sử dụng không, ảnh hưởng trực tiếp đến sự ấm no của các gia đình Vì vậy việc pháttriển ngành này không những là quan trọng mà còn là bàn đạp cho sự phát triển của ngànhkhác trong tình hình kinh tế khó kiểm soát hiện tại

Đối với đất nước ta, một đất nước mang tên “nông nghiệp” thì sản xuất lương thực là mộtđiểm vô cùng mạnh đặc biệt là lúa gạo Do đó việc canh tác, trồng trọt sản xuất lúa vẫn làmục tiêu hàng đầu chính phủ đặt ra Xã Mê Linh, Lâm Hà, Thái Bình chủ yến là sông vàongành nông nghiệp Đặc biệt là ngành sản xuất lúa gạo chiếm cơ cấu và diện tích sản xuấtlên đến 80% trong lĩnh vực sản xuất này Nơi đây nổi tiếng với giống gạo Bắc Hương là mộttrong những giống gạo chất lượng nhất, ngon nhất và được ưa chuộng nhất ở thời điểm hiệntại Do vậy gống gạo này được người dân ở Mê Linh sản xuất chính vì nó đem lại hiệu quảkinh tế vô cùng cao Nhưng để sản xuất được loại gạo ngon, chất lượng đến như vậy thìngười nông dân đã mất khá nhiều công sức và đặc biệt là rất nhiều phân bón hoá học, thuốctrừ sâu,… những hoá chất gây độc hại đến môi trường sống của người dân nơi đây Vớimong muốn giữ cho đất nước một môi trường xanh-sạch-đẹp giảm tác động xấu đối với conngười đi cùng với sự đi lên của kinh tế đất nước

Chính vì lý do trên nhóm em tiến hành ngiên cứu đề tài “Đánh giá vòng đời sản phẩm gạo trong giai đoạn chuẩn bị nguyên vật liệu và giai đoạn sản xuất ” để đánh giá được

các vấn đề liên quan đến môi trường sinh ra trong suôys quá trình sản xuất gạo Bắc Hương

từ đó đề xuất các giải pháp với việc trồng trọt theo xu hướng bền vững với hoạt động pháttriển rất mạnh này

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Tổng quan về đánh giá vòng đời sản phẩm

1.1.1 Khái niệm về đánh giá vòng đời sản phẩm

Theo UNEP- Chương trình môi trường Liên Hợp Quốc, đánh giá vòng đời sản phẩm(Life Cycle Assessment- LCA) được định nghĩa như sau:

“Đánh giá vòng đời sản phẩm (LCA) là một công cụ cho việc đánh giá có hệ thống vềcác khía cạnh môi trường của một hệ thống sản phẩm dịch vụ thông qua tất cả các giai đoạncủa chu kỳ sống của nó”

Theo bộ tiêu chuẩn ISO 14040, đánh giá vòng đời sản phẩm được định nghĩa như sau:

“Đánh giá vòng đời sản phẩm là một kỹ thuật để đánh giá các khía cạnh môi trường vàcác tác động tiềm ẩn đối với một sản phẩm bởi

- Thống kê đầu vào và đầu ra của một sản phẩm

- Đánh giá các tác động có liên quan

- Giải thích các kết quả phân tích kiểm kê và đánh giá mối quan hệ tác động trong từng giaiđoạn tương ứng với mục tiêu nghiên cứu”

Các giai đoạn thực hiện LCA:

Theo bộ tiêu chuẩn ISO 14040, LCA gồm 4 giai đoạn như sau:

Hình 1.Các giai đoạn của LCA

1.1.2 Lợi ích của công cụ Đánh giá vòng đời sản phẩm (LCA)

- Lợi ích mà LCA đối với các doanh nghiệp khi thực hiện:

+ Đổi mới: Các dữ liệu LCA cung cấp sẽ giúp doanh nghiệp tính toán được rõ hơn vềsản phẩm và đưa ra các chương trình đổi mới, ý tưởng mới cải tiến sản phẩm, hướng sảnphẩm tới nhãn sinh thái

1.2 Tổng quan về khu vực nghiên cứu

1.2.2 Khí hậu và thủy văn

Nhiệt độ trung bình: Nhiệt độ trung bình hàng năm vào khoảng 24oC, nhiệt độ trungbình tháng cao nhất là 30oC, tháng thấp nhất là 16oC

Lượng mưa: Lượng mưa trung bình hàng năm vào khoảng 1260 mm, phân bố khôngđều trong năm, được chia làm 2 mùa rõ rệt là mùa khô và mùa mưa (mùa mưa từ tháng Vđến tháng X, mùa khô từ tháng XI đến tháng IV năm sau)

Số giờ nắng: Tổng số giờ nắng trung bình năm từ 1.400 – 1.600 giờ Tháng có số giờnắng cao nhất đạt khoảng 220 giờ thường vào tháng VII, tháng có số giờ nắng thấp nhấtthường vào tháng I, II, III khoảng 30 giờ Số giờ nắng thuộc loại khá cao thích hợp vớisản xuất 2 đến 3 vụ trong năm

Độ ẩm không khí: Độ ẩm không khí trung bình hàng năm là 86% cao nhất vào cáctháng I, IV, V, VIII từ 90-94%, thấp nhất là 78-81% vào tháng XI, VII, XI Nhìn chung

độ ẩm không khí không chênh lệch nhiều giữa các tháng trong năm

Lượng nước bốc hơi: Lượng bốc hơi trung bình hàng năm khoảng 950 mm, thángthấp nhất là 90 mm và cao nhất là 110 mm

Chế độ gió: Gió thổi theo 2 mùa rõ rệt, gió Đông Bắc mang theo không khí lạnh vềmùa đông và gió Tây Nam mang theo không khí nóng về mùa hè

Tốc độ gió trung bình là 2,5 m/s và cao nhất là 38 m/s khi có bão Bão thường xuấthiện vào khoảng thời gian tháng VII và tháng VIII với sức gió cấp 8 – cấp 10, đôi khi tớicấp 12 Chế độ gió không ổn định trong năm kéo theo các điều kiện thời tiết cực đoankhác đã gây ảnh hưởng đến đời sống sinh hoạt, sản xuất của người dân

Nhìn chung hệ thống thuỷ văn, nguồn nước mặt của xã Mê Linh dồi dào, đáp ứng đủnhu cầu về nước cho sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt của nhân dân trong cả mùa khô,ngoài ra còn bồi đắp phù sa cho vùng đất ngoài đê tạo nên đất bãi phì nhiêu màu mỡthích hợp cho canh tác rau màu

1.2.3 Điều kiện về tài nguyên

 Tài nguyên đất

Địa hình xã Mê Linh tương đối bằng phẳng, thấp dần từ Tây sang Đông và từ Bắc xuốngNam Đất đai có độ phì nhiêu cao, thích hợp cho việc trồng cây lương thực, rau quả thựcphẩm và cây công nghiệp ngắn ngày

Diện tích đất tự nhiên của thị trấn bao gồm: đất nông nghiệp, đất phi nông nghiệp, đấtchưa sử dụng

 Tài nguyên nước mặt

Xã Mê Linh có nguồn nước mặt khá dồi dào Hầu như quanh năm mức nước ngoài sôngđều lớn hơn mặt ruộng, thuận lợi tưới tiêu, bồi đắp phù sa cho vùng đất ngoài đê và giaothông thuỷ thuận tiện Nước tưới lấy từ sông Tiên Hưng Sông Tiên Hưng là trục sông tiêucủa huyện Đông Hưng đã được chặn dòng ngăn mặn bằng cống Trà Linh nên ít chịu ảnhhưởng bởi nước biển và có khả năng tiêu nước tương đối tốt

 Nguồn nước ngầm

Xã Mê Linh nằm trong vùng trầm tích châu thổ sông Hồng nên về mặt địa chất thuỷ vănmang rõ nét tính chất của vùng châu thổ Nguồn nước cung cấp cho tầng chứa nước là nướcmặt và có liên quan đến nước của hệ thống sông trục trong vùng, về mùa mưa mực nước tĩnhthường dâng lên cao theo với mức độ dâng cao của nước sông Qua điều tra sơ bộ, nhìn chungnguồn nước ngầm đủ đáp ứng nhu cầu sinh hoạt và sản xuất, tuy nhiên phải được xử lý mới

sử dụng được

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

2.1 Mục tiêu nghiên cứu

- Đánh giá tác động môi trường từ hoạt động sản xuất gạo bao gồm các hoạt động liênquan đến : Tiêu thụ nước, sử dụng phân bón thuốc trừ sâu, nguyên vật liệu , nănglượng

- Đề xuất các giải pháp canh tác phù hợp, thân thiện với môi trường

2.2 Đối tượng nghiên cứu

Hình 3 Gạo Bắc Hương tại xã Mê Linh huyện Đông Hưng tỉnh Thái Bình.

Gạo Bắc Hương có đặc điểm: hẹt nhỏ dài, màu trắng, dẻo nhiều, có độ dính Khi nấu có

mùi thơm, cơm để nguội vẫn giữ được độ dẻo và mùi thơm

Đơn vị chức năng: 1 kg gạo

2.3 Phương pháp nghiên cứu.

2.3.1 Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp

Thu thập các số liệu, báo cáo về:

+ Năng suất và loại hình trồng lúa

+ Diện tích canh tác đất trồng lúa

+ Số lượng sử dụng , mua bán các loại phân bón thuốc trừ sâu…

2.3.2 Phương pháp khảo sát thực địa

Tìm hiểu quy trình sản xuất gạo Bắc Hương và các chi phí cần thiết trong suốt quá trìnhsản xuất gạo, xác định các nguồn thải, các chất thải phát sinh tại từng công đoạn, xác định các

mô hình canh tác hiện tại ở địa phương

2.3.3 Phương pháp kiểm kê

Kiểm tra các loại thiết bị, máy móc có sử dụng trong quá trình sản xuất gạo nhằm biếtđược các thông tin về số lượng, thông số kỹ thuật của loại thiết bị đó

Tổng hợp các loại phân bón, thuốc hóa học bảo vệ thực vật được sử dụng trong quá trìnhsản xuất để phục vụ cho tính toán sau này

2.3.4 Phương pháp đánh giá

Đánh giá thông qua phần mềm OpenLCA

• Vùng bảo vệ: tài nguyên thiên nhiên

• Loại tác động: Tiêu thụ tài nguyên thiên nhiên

• Mức độ đánh giá: LCA

• Phương pháp đánh giá: CEEN

CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ VÒNG ĐỜI SẢN PHẨM

3.1 Mô tả vòng đời sản phẩm

Vòng đời của một quy trình sản xuất gạo Bắc Hương trải qua 3 giai đoạn là:

- Giai đoạn 1: Giai đoạn chuẩn bị nguyên vật liệu;

- Giai đoạn 2: Giai đoạn sản xuất gạo;

- Giai đoạn 3: Giai đoạn sử dụng và thải bỏ;

Mỗi giai đoạn vòng đời của sản phẩm đều phát sinh ra môi trường 1 lượng chất thải baogồm: chất thải rắn, nước thải và khí thải Lượng chất thải phát sinh ở cả 3 giai đoạn đều có tácđộng đến môi trường và cần được xem xét đánh giá

Phạm vi của tiểu luận chỉ bao gồm 2 giai đoạn: giai đoạn chuẩn bị nguyên vật liệu và giaiđoạn sản xuất gạo

3.1.1 Sơ đồ mô tả giai đoạn chuẩn bị nguyên vật liệu và sản xuất gạo

Hình 4 Giai đoạn chuẩn bị nguyên vật liệu và sản xuất gạo

3.1.2 Thuyết minh quy trình chuẩn bị nguyên vật liệu và sản xuất gạo

a) Chuẩn bị nguyên liệu

Ban đầu thóc giống được mua tại trại giống huyện sau đó được ngâm vào nước để cungcấp độ ẩm và môi trường cho thóc mọc mầm Đối với một sào ruộng người dân sử dụng từ2kg - 2,5kg thóc giống Ngâm từ 1 - 2 ngày cho thấm nước (chú ý là ngâm ngập thóc) sau đócho vào bao mỏng để ráo nước rồi tiếp tục ủ vào đống rơm rạ tầm 1 ngày 1 đêm là nất nanhthóc sau đó sấp nước liên tục rồi ủ (làm 1 ngày 1 lần) khoảng 2-3 ngày là thóc mọc mầm vàsẵn sàng cho công đoạn tiếp theo

 Bước 1: Gieo sạ

Ruộng lúa sau khi kết thục một vụ mùa sẽ trở về trạng thái khô và trống đất Trước khitiến hành cấy lúa thì ruộng lúa cần được cày cấy cho tơi xốp, tưới nước vào ruộng làm mềmđất và đủ độ ẩm để tiến hành gieo mạ Đất ruộng và mạ sau khi đã được chuẩn bị xong ngườidân bắt đầu tiến hành gieo sạ, chủ yếu gieo mạ bằng tay vẩy tay đều trải mạ xuống mặtruộng sau đó 1 ngày người dân tiến hành phun thuốc diệt cỏ để tránh trường hợp cỏ mọcảnh hưởng đến nẩy mầm của mạ Người dân dùng thuốc diệt có protit mua tại hợp tác xã sau

đó pha với 5 lít nước phun đều lên mặt ruộng để sau 2 đến 3 ngày đầu bắt đầu bơm nước vàoruộng giữ mức nước từ 5 đến 7 cm tính từ mặt ruộng đến khí mạ xanh đầu (nẩy chồi xanh)thì tiến hành rút nước sau đó đợi đến khi mạ được 2 nhánh (lá) tiếp tục cho nước vào lần 2

để mạ phát triển tốt nhất

 Bước 2: Chăm bón tỉa dặm

Sau 15 ngày tiến hành chăm bón và tỉa dặm Trong giai đoạn này tiến hành rút nước lần 2

để tiến hành chăm bón Người dân ở đây dùng 2 kg đạm Hà Bắc bón cho 1 sào ruộng đểcung cấp cho cây lúa phát triển tốt nhất tiếp đến sau khi gieo sạ bằng tay cây lúa mọc khôngđồng đều người dân tiến hành tỉa dặm những chỗ nhiều cây hoặc cấy thêm vào những nơitrống đảm bảo cho ruộng lúa có mật độ đồng đều nhất Sau đó tiếp tục tiến hành bơm nướclần 3 luôn giữ mực nước trên bề mặt ruộng lúa là 3-5 cm

 Bước 3: Bón thúc

Sau khi chăm bón và tỉa dặm khoảng 15 đến 20 ngày người dân bắt đầu vào công đoạnbón thúc Với mỗi sào ruộng ta tiến hành bón thúc cho ruộng lúa khoảng 3 kg đạm, 3kg kali.Tiến hành bón vào đầu giờ chiều Cho đạm và kali vào thúng đựng sau đó rải đều khắp trênruộng lúa không để phân dính trên lá Sau khi bón thúc đưa nước vào cho láng mặt ruộng,luôn giữ đủ nước để ruộng mạ ở thể bùn

 Bước 4: Phòng trừ sâu bệnh

Sau khi bón thúc tiến hành theo dõi ruộng lúa để phát hiện các loại sâu bệnh phát sinhảnh hưởng đến năng suất cây lúa Trong suốt quá trình phát triển tiếp theo của ruộng lúa luôngiữ nước ở mặt ruông từ 3-5 cm Nếu có dịch bệnh tiến hành phun thuốc ngay

- Đối với vụ Đông Xuân: Bệnh đạo ôn, sâu cuốn lá, đục thân

- Đối với vụ hè thu: Bệnh đạo ôn, sâu cuốn lá, sâu đục thân, sâu vằn

Theo dõi ruông lúa nếu thấy cây lúa xấu, lá có màu vàng nhạt, gầy cây ta tiến hành bónthêm 1 kg đạm và 2 kg kali để cung cấp thêm dinh dưỡng cho cây lúa đảm bảo phát triển tốtnhất

 Bước 5: Thu hoạch

Thời gian thu hoạch: Thu hoạch vào lúc sau trỗ 28-33 ngày hoặc khi thấy 85-90% số hạttrên bông đã chín vàng Nếu cắt sớm hay trễ đều làm tăng tỷ lệ hao hụt Tại địa phương hiệnnay chủ yếu dùng máy gặt đi thuê để gặt lúa trực tiếp tại ruộng Sau đó dùng bao tải đựngthóc chở thóc đã tuốt sạch mang về nhà sơ chế và bảo quản Sau khi gặt xong rơm rạ thườngđược người dân đốt tại ruộng để làm phân bón cho đồng ruộng

 Bước 6: Sơ chế và bảo quản

Phơi thóc trên sân gạch, xi măng hoặc sân đất Người dân sử dụng lưới nilon lót dướitrong quá trình phơi, phơi từ 2-3 ngày là được

Sau khi làm khô, rê sạch và sử dụng bao để đựng Bảo quản lúa ở những nơi khô ráo vàthoáng Nếu bảo quản trong thời gian dưới 3 tháng, độ ẩm thóc đạt 13-14% Nếu thời gianbảo quản trên 3 tháng, độ ẩm phải dưới 13% Sau đó khi có nhu cầu sử dụng thì mang thóc

ra trạm máy sát để tiến hành sát gạo tỉ lê gạo đạt 70% còn lại là cám gạo và vỏ trấu Gạo saukhi sát được cho vào bao đựng hoặc các thùng đựng kín khô ráo tránh nơi ẩm ướt

3.2 Đánh giá vòng đời sản phẩm

3.2.1 Giai đoạn 1: Chuẩn bị nguyên vật liệu

Trong giai đoạn này, ta xem xét lượng nguyên vật liệu cần cho quá trình sản xuất và quá trình vận chuyển nguyên vật liệu Lựa chọn đơn vị chức năng

Để sản xuất sản phẩm gạo cần những nguyên liệu chính như sau (tính cho 1kg gạo)

Bảng 1 Định mức nguyên liệu, nhiên liệu cho một kg gạo

STT nhiên liệu sử dụng Tên nguyên liệu, Đơn vị Định mức sản xuất

Trong công đoạn làm mạ dùng nước máy sạch để ngâm mạ trong suốt quá trình tính cho

1 kg cụ thể như sau:

Bảng 2 Lượng nước cần trong quá trình sản xuất nguyên liệu tính cho 1kg gạo

3.2.2 Giai đoạn 2: Sản xuất gạo Bắc Hương

a Lượng điện và dầu FO từ hoạt động sử dụng máy móc – trang thiết bị

Bảng 3 Lượng điện và dầu FO cần thiết để sản xuất gạo tính cho 1 sào ruộng Bắc Bộ

STT Tên máy móc- thiết bị Số lượng

(chiếc)

Công suất (kW)

Thời gian hoạt động (h)

Lượng điện tiêu thụ (kWh)

Lượng nhiên liệu tiêu thụ (lít)

 Quy đổi cho 1 kg gạo:

1 sào ruộng tại vùng khảo sát cho khoảng 200 kg gạo

 Tổng lượng điện tiêu thụ trong quá trình sản xuất 1 kg gạo là 0,0244 kWh

 Tổng lượng dầu FO sử dụng trong quá trình sản xuất 1 kg gạo là:

 Xác định lượng phân bón thuốc trừ sâu sử dụng trong quy trình sản xuất gạo

Bảng 4 Lượng phân bón, thuốc trừ sâu sử dụng trong suốt quá trình sản xuất tính

IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1 Kết quả loại 1

Mức độ chi tiết: kết quả kiểm kê và đánh giá tác động của các dòng vào để sản xuất 1

kg gạo

Bảng 5 Lượng các dòng vào để sản xuất 1 kg gạo

Bảng 6 Kết quả kiểm kê tác động của dòng nguyên, nhiên liệu đầu vào (tính cho sản xuất 1

kg gạo) Impact results

4.2 Kết quả loại 3

Từ cá dữ liệu thu được, nhóm đã tính toán, xử lý, tổng hợp dưới các bảng sau:

Bảng 7 Tính toán lượng tài nguyên thiên nhiên tiêu hao để sản xuất 1 kg gạo

Bảng 8 Giá trị tổng MJex tiêu tốn của các dòng vào ứng với quá trình sản xuất 1kg gạo

Bảng 9 Giá trị các loại tài nguyên thiên nhiên tiêu tốn để sản xuất các dòng vào tương ứng

(cho quá trình sản xuất 1kg gạo)

STT Nguồn tài nguyên thiên nhiên MJex

2 Tài nguyên tái tạo phi sinh học 0,1254260349

4.2.1 Xác định các bước ô nhiễm nhất trong vòng đời

 Từ bảng số liệu 7, ta có đồ thị:

Hình 5 Biểu đồ thể hiện các giá trị của dòng vào tiêu hao tài nguyên nhiên thiên