NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HỆ SỐ PHÁT THẢI CÁC CHẤT KHÍ Ô NHIỄM TỪ HOẠT ĐỘNG ĐỐT TRẤU TẠI VÙNG TÂY NAM BỘ

68 3.3 Xác định hệ số phát thải các chất khí ô nhiễm phát sinh từ hoạt động đốt trấu trong phòng thí nghiệm .... 84 Hình 3.18 Hệ số phát thải của các chất khí ô nhiễm từ hoạt động đốt tr

4702Thao@

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS ĐÀO THANH DƯƠNG

TS PHẠM THỊ MAI THẢO

HÀ NỘI, NĂM 2018

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

Cán bộ hướng dẫn 1: TS Đào Thành Dương

Cán bộ hướng dẫn 2: TS Phạm Thị Mai Thảo

Cán bộ chấm phản biện 1: PGS TS Nguyễn Thị Hà

Cán bộ chấm phản biện 2: TS Lương Quang Huy

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại:

HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

Ngày 04 tháng 10 năm 2018

LỜI CAM ĐOAN

Đề tài nghiên cứu này là một phần trong Đề tài nghiên cứu cấp Bộ “Nghiên

cứu xác định hệ số phát thải khí nhà kính từ hoạt động đốt hở phụ phẩm nông nghiệp (trấu, rơm rạ) vùng Tây Nam Bộ” mã số TNMT.2017.05.18 do TS Phạm

Thị Mai Thảo làm chủ nhiệm đề tài

Tôi xin cam đoan các nội dung, số liệu, kết quả nêu trong luận văn này là công sức của cá nhân tôi, hoàn toàn trung trực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Chử Hoàng Lan

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới TS Phạm Thị Mai Thảo và TS Đào Thành Dương là người trực tiếp hướng dẫn khoa học, tận tình giúp đỡ và định hướng giúp tôi hoàn thành luận văn của mình

Tôi xin gửi lời cảm ơn tới cô Phạm Hồng Phương, cô Trịnh Thị Thắm, thầy

Lê Văn Sơn, thầy Nguyễn Thành Trung và các thành viên trong nhóm nghiên cứu

đã hỗ trợ tôi trong suốt quá trình thực hiện nghiên cứu này

Trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại trường, tôi đã nhận được sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của tập thể các Thầy, Cô giáo trong Khoa Môi trường thuộc Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội Tôi xin ghi nhận và biết

ơn sự giúp đỡ quý báu của các Thầy, Cô

Tôi xin trân trọng cám ơn người dân tỉnh An Giang đã nhiệt tình hỗ trợ, hợp tác và giúp đỡ tôi thực hiện luận văn

Trong thời gian nghiên cứu và làm luận văn, tôi cũng đã nhận được sự hỗ trợ, tạo điều kiện và giúp đỡ từ phòng thí nghiệm Khoa Môi trường, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội; Trung tâm Quan trắc Môi trường tỉnh An Giang; phòng thí nghiệm Viện Khoa học và Công nghệ môi trường, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, tôi xin trân trọng cám ơn

Tôi xin gửi lời cảm ơn tới sự hỗ trợ kinh phí của đề tài “Nghiên cứu xác định

hệ số phát thải khí nhà kính từ hoạt động đốt hở phụ phẩm nông nghiệp (trấu, rơm rạ) vùng Tây Nam Bộ” mã số TNMT.2017.05.18

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới các đồng nghiệp, bạn bè, gia đình

đã động viên, chia sẻ và tạo điều kiện tốt nhất giúp tôi hoàn thành luận văn của mình

Học viên cao học

Chử Hoàng Lan

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC HÌNH vii

DANH MỤC BẢNG ix

MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn đề 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Nội dung nghiên cứu 2

CHƯƠNG I TỔNG QUAN 4

1.1 Tổng quan về vỏ trấu 4

1.2 Tổng quan các nghiên cứu có liên quan 8

1.2.1 Tổng quan về hệ số phát thải 8

1.2.2 Một số nghiên cứu về phương pháp xác định hệ số phát thải từ hoạt động đốt sinh khối trên Thế giới 9

1.2.3 Một số nghiên cứu về xác định hệ số phát thải từ hoạt động đốt sinh khối tại Việt Nam 20

1.3 Tổng quan khu vực nghiên cứu 26

1.3.1 Vùng Tây Nam Bộ 26

1.3.2 Tỉnh An Giang 29

CHƯƠNG II PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32 2.1 Đối tượng, phạm vi và thời gian nghiên cứu 32

2.2 Phương pháp nghiên cứu 32

2.2.1 Phương pháp khảo sát thực địa 32

2.2.2 Phương pháp xác định nồng độ các chất khí ô nhiễm từ hoạt động đốt trấu ngoài hiện trường 35

2.2.3 Phương pháp xác định nồng độ các chất khí ô nhiễm từ hoạt động đốt trấu

trong phòng thí nghiệm 38

2.2.4 Phương pháp đo đạc 40

2.2.5 Phương pháp phân tích 43

2.2.6 Phương pháp tính toán 46

2.2.7 Phương pháp so sánh 49

2.2.8 Phương pháp tổng hợp số liệu và viết báo cáo 49

CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 50

3.1 Đặc điểm môi trường không khí tại cơ sở xay xát khi chưa có hoạt động đốt trấu 50

3.2 Xác định hệ số phát thải các chất khí ô nhiễm phát sinh từ hoạt động đốt trấu ngoài hiện trường 51

3.2.1 Nồng độ các chất khí ô nhiễm phát sinh từ hoạt động đốt trấu ngoài hiện trường 51

3.2.2 Hệ số phát thải của các chất khí ô nhiễm phát sinh từ hoạt động đốt trấu ngoài hiện trường 68

3.3 Xác định hệ số phát thải các chất khí ô nhiễm phát sinh từ hoạt động đốt trấu trong phòng thí nghiệm 71

3.3.1 Nồng độ các chất khí ô nhiễm phát sinh từ hoạt động đốt trấu trong phòng thí nghiệm 71

3.3.2 Hệ số phát thải các chất khí ô nhiễm từ hoạt động đốt trấu trong phòng thí nghiệm 79

3.4 So sánh hệ số phát thải từ hoạt động đốt trấu 83

3.4.1 So sánh kết quả hệ số phát thải giữa ngoài hiện trường và trong phòng thí nghiệm 83

3.4.2 So sánh với các nghiên cứu khác 86

3.4.3 So sánh với hoạt động sử dụng trấu cho các mục đích khác nhau 87

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 90

1 Kết luận 90

2 Kiến nghị 90

TÀI LIỆU THAM KHẢO 92 PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined

quanh

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Hạt thóc và sản phẩm của nó sau khi xay xát 4

Hình 1.2 Hàm lượng vỏ trấu trong hạt thóc 4

Hình 1.3 Lò đốt vỏ trấu dùng trong sinh hoạt ở các vùng Tây Nam Bộ 6

Hình 1.4 Lò đốt gạch tại tỉnh An Giang 7

Hình 1.5 Kho lưu trữ trấu của lò đốt gạch 7

Hình 1.6 Củi trấu thành phẩm 7

Hình 1.7 Mặt cắt ngang thiết bị thí nghiệm 10

Hình 1.8 Vùng Tây Bắc Himalayan (HP) của Ấn Độ (A) và Vị trí lấy mẫu (B) 11

Hình 1.9 Sơ đồ hệ thống thí nghiệm: (a) Buồng đốt; (b) Hệ thống sol khí 12

Hình 1.10 (a) Bản vẽ minh họa buồng đốt; (b) Bên trong buồng đốt; (c) mẫu đặt trong khay đốt; (d) mía được đặt trong khay đốt 16

Hình 1.11 (a) Sơ đồ phác họa, (b) Tháp đốt thực tế 18

Hình 1.12 Địa điểm lấy mẫu trấu, rơm rạ, lõi ngô và bã mía tại Punjab, Pakistan 1Vỏ trấu, 2Rơm rạ, 3Bã mía, 4Lõi ngô 18

Hình 1.13 Mẫu được phơi khô trên khay kim loại trong điều kiện môi trường trước khi đốt: (a) vỏ trấu; (b) rơm rạ; (c) bã mía; (d) lõi ngô 19

Hình 1.14 Chụp hút và vị trí lấy mẫu 21

Hình 1.15 Bản đồ hành chính vùng đồng bằng sông Cửu Long 26

Hình 1.16 Bản đồ hành chính tỉnh An Giang 29

Hình 2.1 Trấu được đốt trực tiếp ngoài hiện trường và được đóng bao trước khi vận chuyển ra Hà Nội để bảo quản 33

Hình 2.2 Địa điểm lấy mẫu tại Cần Đăng – Châu Thành – An Giang 34

Hình 2.3 Địa điểm lấy mẫu tại Bình Mỹ - Châu Phú – An Giang 35

Hình 2.4 Địa điểm lấy mẫu tại Định Thành – Thoại Sơn – An Giang 35

Hình 2.5 Vị trí đo nồng độ các chất khí ô nhiễm phát sinh từ hoạt động đốt trấu 36

Hình 2.6 (a) Sơ đồ phác họa, (b) Hệ thống tháp đốt thực tế 38

Hình 2.7 Trấu trước khi đốt và kết thúc đốt 39

Hình 2.8 Các giai đoạn đốt trấu (a) Gia nhiệt, (b) Cháy 39

Hình 2.9 Quá trình đo nhanh nồng độ các chất khí ô nhiễm 40

Hình 2.10 Thiết bị phân tích khí thải Testo 41

Hình 2.11 Máy đo và đếm bụi Sibata 43

Hình 3.1 Các giai đoạn đốt trấu 51

Hình 3.2 Diễn biến nồng độ của CO phát sinh từ hoạt động đốt hở trấu 53

Hình 3.3 Diễn biến nồng độ CO2 phát sinh từ hoạt động đốt hở trấu 54

Hình 3.4 Diễn biến nồng độ của NO2 phát sinh từ hoạt động đốt hở trấu 56

Hình 3.5 Diễn biến nồng độ SO2 phát sinh từ hoạt động đốt hở trấu 58

Hình 3.6 Diễn biến nồng độ bụi TSP 61

Hình 3.7 Diễn biến nồng độ CO tại các điểm đo khác nhau 62

Hình 3.8 Diễn biến nồng độ CO2 tại các điểm đo khác nhau 63

Hình 3.9 Diễn biến nồng độ NO2 tại các điểm đo khác nhau 65

Hình 3.10 Diễn biến nồng độ SO2 tại các điểm đo khác nhau 66

Hình 3.11 Diễn biến nồng độ TSP tại các điểm đo khác nhau 68

Hình 3.12 Diễn biến nồng độ CO trong phòng thí nghiệm 72

Hình 3.13 Diễn biến nồng độ CO2 trong phòng thí nghiệm 75

Hình 3.14 Diễn biến nồng độ NO2 trong phòng thí nghiệm 76

Hình 3.15 Diễn biến nồng độ SO2 trong phòng thí nghiệm 77

Hình 3.16 Diễn biến nồng độ TSP trong phòng thí nghiệm 78

Hình 3.17 Điều kiện khí tượng xung quanh của các thí nghiệm 84

Hình 3.18 Hệ số phát thải của các chất khí ô nhiễm từ hoạt động đốt trấu ngoài hiện trường và trong phòng thí nghiệm (g/kg) 84

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Đặc trưng thành phần hóa học của trấu [13] 5

Bảng 1.2 Thành phần oxit có trong tro trấu sau khi đốt ở nhiệt độ 500oC [1] 5

Bảng 1.3 Thành phần nguyên tố của vỏ trấu [26] 6

Bảng 1.4 Hệ số phát thải của SO2 và NOx [23] 10

Bảng 1.5 Hệ số phát thải của các chất khí gây ô nhiễm môi trường từ việc sử dụng các nhiên liệu sinh học tại Tây Bắc Himalayan của Ấn Độ [16] 11

Bảng 1.6 Hệ số phát thải của các chất gây ô nhiễm môi trường không khí từ việc đốt phụ phẩm nông nghiệp (lúa gạo, lúa mì và ngô) ở Trung Quốc [12] 13

Bảng 1.7 Hệ số phát thải của hoạt động đốt phế phẩm nông nghiệp trong điều kiện phòng thí nghiệm được tại Trung Quốc [10] 15

Bảng 1.8 Hệ số phát thải của các chất khí ô nhiễm phát sinh trong quá trình đốt múa trước khi thu hoạch [6] 17

Bảng 1.9 Hệ số phát thải chất khí ô nhiễm từ hoạt động đốt các phế phẩm nông nghiệp trong ngành công nghiệp và tại các hộ gia đình ở Pakistan [17] 20

Bảng 1.10 Hệ số phát thải của PM, CO, CO2, SO2 từ các nguồn dân sinh sử dụng nhiên liệu sinh khối [18] 22

Bảng 1.11 Hệ số phát thải được thể hiện bằng lượng cacbon và lượng nitơ phát sinh trên 1kg trọng lượng sấy khô của rơm 24

Bảng 2.1 Thông tin về các cơ sở xay xát lúa gạo 33

Bảng 2.2 Tọa độ địa điểm tiến hành thí nghiệm đốt 34

Bảng 2.3 Thông tin về điều kiện khí tượng và các chất khí ô nhiễm 37

Bảng 3.1 Đặc điểm không khí xung quanh tại ba vị trí nghiên cứu 50

Bảng 3.2 Nồng độ CO phát sinh từ hoạt động đốt trấu tại các vị trí nghiên cứu (µg/m3) .52

Bảng 3.3 Nồng độ CO2 phát sinh từ hoạt động đốt trấu tại các vị trí nghiên cứu (µg/m3) .54

Bảng 3.4 Nồng độ NO2 phát sinh từ hoạt động đốt trấu tại các vị trí nghiên cứu (µg/m3) 57

Bảng 3.5 Nồng độ SO2 phát sinh từ hoạt động đốt trấu tại các vị trí nghiên cứu (µg/m3)

59

Bảng 3.6 Nồng độ TSP phát sinh từ hoạt động đốt trấu tại các vị trí (µg/m3) 59

Bảng 3.7 Nồng độ CO đo được tại các khoảng cách khác nhau (µg/m3) 63

Bảng 3.8 Nồng độ CO2 đo được tại các khoảng cách khác nhau (µg/m3) 64

Bảng 3.9 Nồng độ NO2 đo được tại các khoảng cách khác nhau (µg/m3) 64

Bảng 3.10 Nồng độ SO2 đo được tại các khoảng cách khác nhau (µg/m3) 66

Bảng 3.11 Nồng độ TSP đo được tại các khoảng cách khác nhau (µg/m3) 67

Bảng 3.12 Nồng độ các chất khí ô nhiễm phát sinh từ hoạt động đốt trấu đo được khi lấy mẫu khói (mg/m3) 69

Bảng 3.13 Hiệu suất cháy của các thí nghiệm đốt trấu ngoài hiện trường 69

Bảng 3.14 Nồng độ các chất ô nhiễm phát thải từ quá trình đốt ∆X (mg/m3) 70

Bảng 3.15 Tỷ lệ phát thải của các chất tính theo CO2 70

Bảng 3.16 Hệ số phát thải của các chất khí gây ô nhiễm từ hoạt động đốt hở trấu ngoài hiện trường 71

Bảng 3.17 Thông tin về mẫu thí nghiệm 71

Bảng 3.18 Nồng độ CO phát sinh từ hoạt động đốt trấu trong PTN (µg/m3) 73

Bảng 3.19 Nồng độ CO2 phát sinh từ hoạt động đốt trấu trong PTN (µg/m3) 74

Bảng 3.20 Nồng độ NO2 phát sinh từ hoạt động đốt trấu trong PTN (µg/m3) 75

Bảng 3.21 Nồng độ SO2 phát sinh từ hoạt động đốt trấu trong PTN (µg/m3) 78

Bảng 3.22 Nồng độ TSP phát sinh từ hoạt động đốt trấu trong PTN (µg/m3) 79

Bảng 3.23 Hệ số phát thải của CO từ hoạt động đốt trấu trong PTN (g/kg) 80

Bảng 3.24 Hệ số phát thải của CO2 từ hoạt động đốt trấu trong PTN (g/kg) 81

Bảng 3.25 Hệ số phát thải của NO2 từ hoạt động đốt trấu trong PTN (g/kg) 81

Bảng 3.26 Hệ số phát thải của SO2 từ hoạt động đốt trấu trong PTN (g/kg) 81

Bảng 3.27 Hệ số phát thải của TSP từ hoạt động đốt trấu trong PTN (g/kg) 82

Bảng 3.28 Kết quả tổng hợp kết quả hệ thống phát thải từ hoạt động đốt trấu trong PTN (g/kg) 82

Bảng 3.29 So sánh với nghiên cứu của M Irfan 86

Bảng 3.30 So sánh hệ số phát thải các chất khí ô nhiễm với các nghiên cứu khác 87

Mai Thảo (g/kg) 87

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Trấu là phụ phẩm phát sinh từ hoạt động sản xuất lúa gạo, chiếm 20% khối lượng lúa được xay xát Hiện nay, trấu được dùng để sấy lúa, sản xuất củi trấu, bán cho các lò gạch, sử dụng trong đun nấu tại các cơ sở tiểu thủ công nghiệp và hộ gia đình Tuy nhiên, đốt bỏ trấu là hình thức xử lý phổ biến khi lượng phát sinh lớn và các nhà máy xay xát không có khả năng chứa hoặc tiêu thụ kịp thời Việc đốt hở trấu làm phát sinh các chất khí ô nhiễm như khói, bụi, CO, CO2, NO2, SO2… góp phần gây nên ô nhiễm môi trường không khí nói chung và gây hiệu ứng nhà kính dẫn đến biến đổi khí hậu nói riêng

Tây Nam Bộ là vùng trọng điểm về sản xuất lương thực, đặc biệt là sản xuất lúa gạo với diện tích và sản lượng luôn đứng đầu cả nước Tuy nhiên, đây cũng là vùng có hoạt động đốt trấu phổ biến do lượng phát sinh lớn, lượng trấu phát sinh hàng năm luôn ở mức 4 - 5 triệu tấn

Hệ số phát thải (Emission Factor – EF) là một công cụ rất hiệu quả để ước tính mức độ phát thải các chất ô nhiễm không khí và đang được sử dụng rộng rãi phục vụ công tác kiểm kê phát thải ở nhiều nước trên thế giới Tuy nhiên, EF phụ thuộc rất nhiều yếu tố như trình độ công nghệ, điều kiện môi trường, hệ thống kiểm soát ô nhiễm không khí, nguyên/nhiên liệu sử dụng Vì vậy, việc sử dụng EF của nước khác vào Việt Nam để thực hiện kiểm kê phát thải có thể gây ra sai số lớn

Hơn thế nữa, cho đến nay có rất ít nghiên cứu liên quan đến vấn đề đốt hở trấu

ở Việt Nam nói chung và vùng Tây Nam Bộ nói riêng Do vậ y tổng lương khí thải phát thải vào môi trườ ng cũng như những thiệ t haị môi trường, suy giảm chất lượng môi trường không khí và sức khỏe gây ra từ đốt trấu trong vùng ĐBSCL là bao nhiêu vẫn là những câu hỏi chưa đươc trả lời

Chính vì các lý do trên, đề tài “Nghiên cứu xác định hệ số phát thải các chất

khí ô nhiễm từ hoạt động đốt trấu tại vùng Tây Nam Bộ” được thực hiện nhằm xác

định hệ số phát thải các chất ô nhiễm môi trường không khí từ hoạt động đốt bỏ trấu Phạm vi vùng Tây Nam Bộ bao gồm 13 tỉnh, thành phố có đặc điểm thời tiết khí hậu

có sự tương đồng, đồng thời do hạn chế về mặt thời gian nên nghiên cứu chỉ lựa chọn

An Giang là tỉnh đại diện để tiến hành thực hiện nghiên cứu và đánh giá

Nghiên cứu này là một trong những nhánh nghiên cứu của Đề tài cấp Bộ

“Nghiên cứu xác định hệ số phát thải khí nhà kính từ hoạt động đốt hở phụ phẩm

nông nghiệp (trấu, rơm rạ) vùng Tây Nam Bộ” mã số TNMT.2017.05.18

2 Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu xác định hệ số phát thải các chất khí gây ô nhiễm môi trường không khí (CO, CO2, NO2, SO2, TSP) do hoạt động đốt trấu tại các cơ sở xay xát lúa gạo thuộc tỉnh An Giang Từ đó, so sánh mức độ phát sinh các chất khí ô nhiễm từ hoạt động đốt hở trấu với việc sử dụng trấu như một nguồn năng lượng sẵn có cho các mục đích khác nhau

3 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu xác định hệ số phát thải của các chất khí gây ô nhiễm môi trường không khí từ hoạt động đốt trấu ngoài hiện trường

+ Chọn 03 cơ sở xay xát có hoạt động đốt hở trấu trên địa bàn tỉnh An Giang; + Xác định các thông số khí tượng (nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió, hướng gió…) tại 03 địa điểm nghiên cứu;

+ Đo nhanh nồng độ các chất khí ô nhiễm (CO, CO2, NO2, SO2, TSP) và xác định hệ số phát thải từ hoạt động đốt hở trấu

- Nghiên cứu xác định hệ số phát thải các chất khí gây ô nhiễm môi trường không khí

từ hoạt động đốt trấu trong phòng thí nghiệm

+ Lấy 03 mẫu trấu (cùng thời điểm lấy mẫu khí ô nhiễm tại hiện trường) tại các cơ sở xay xát thuộc tỉnh An Giang;

+ Xác định khối lượng đốt, độ ẩm của mẫu trấu;

+ Thực hiện thí nghiệm đốt trấu trong phòng thí nghiệm;

+ Đo nhanh nồng độ các chất khí ô nhiễm (CO, CO2, NO2, SO2, TSP) từ hoạt động đốt hở trấu và xác định hệ số phát thải từ hoạt động đốt trấu trong phòng thí nghiệm

CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về vỏ trấu

1.1.1 Nguồn gốc của vỏ trấu

Lúa (Oryza spp) là một trong năm loại cây lương thực chính của thế giới cùng với ngô, lúa mì (tiểu mạch), sắn (khoai mì) và khoai tây Sản phẩm thu được từ cây lúa là thóc Sau khi xát bỏ lớp vỏ ngoài ta sẽ thu được sản phẩm chính là gạo và các phụ phẩm là cám và trấu

Hình 1.1 Hạt thóc và sản phẩm của nó sau khi xay xát

1.1.2 Đặc điểm của vỏ trấu

Trấu là lớp vỏ ngoài của hạt lúa và được tách ra trong quá trình xay xát

Hình 1.2 Hàm lượng vỏ trấu trong hạt thóc

Các đặc tính của trấu ảnh hưởng đáng kể đến sự phát thải của vỏ trấu trong quá trình đốt

Theo Nguyễn Bá Tuấn (2012) [19], trong vỏ trấu chứa khoảng 75% chất hữu

cơ dễ bay hơi cháy trong quá trình đốt và 25% còn lại chuyển thành tro Chất hữu cơ chứa chủ yếu là xellulose, ligin và hemi-xellulose, ngoài ra có thêm thành phần khác như hợp chất chứa nitơ và vô cơ Ligin chiếm khoảng 25 - 30% và xellulose chiếm khoảng 35 - 40%

Các chất hữu cơ của trấu là các mạch polycarbohydrat dài nên hầu hết các loài sinh vật không thể sử dụng trực tiếp được, nhưng các thành phần này lại rất dễ cháy nên có thể dùng làm chất đốt

Thành phần hoá học của vỏ trấu biến động theo giống lúa, mùa vụ, đặc trưng canh tác nông nghiệp của từng vùng khác nhau

Bảng 1.1 Đặc trưng thành phần hóa học của trấu [13]

Thành phần không tan của tro trong axit (tính

Sau khi đốt, tro trấu chứa một hàm lượng SiO2 lớn, do vậy tro trấu được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như làm nguyên nhiên liệu, sản xuất nhiệt năng, vật liệu xây dựng…

Từ bảng 1.2 và bảng 1.3 cho thấy, thành phần của vỏ trấu chủ yếu chứa các nguyên tố C, H, O, Si còn lại các nguyên tố khác không đáng kể

Bảng 1.3 Thành phần nguyên tố của vỏ trấu [26]

(3) Ứng dụng của vỏ trấu

Từ lâu, vỏ trấu đã là một loại chất đốt rất quen thuộc ở vùng nông thôn, đặc biệt là ở vùng đồng bằng sông Cửu Long Chất đốt từ vỏ trấu được sử dụng rất nhiều trong sinh hoạt (nấu ăn, nấu thức ăn gia súc) và sản xuất (làm gạch, sấy lúa)

Trong sinh hoạt, người dân đã thiết kế một dạng lò chuyên nấu nướng với chất đốt là trấu Lò này có ưu điểm là lượng lửa cháy rất nóng và đều, giữ nhiệt tốt và lâu

Lò trấu hiện nay vẫn còn được sử dụng rộng rãi ở nông thôn

Hình 1.3 Lò đốt vỏ trấu dùng trong sinh hoạt ở các vùng Tây Nam Bộ

Hình 1.4 Lò đốt gạch tại tỉnh An Giang

Hình 1.5 Kho lưu trữ trấu của lò đốt gạch

- Sử dụng vỏ trấu tạo thành củi trấu

Máy ép củi trấu được sản xuất tại Gò Công (Tiền Giang) có công suất 70 - 80

kg củi/giờ, tiêu thụ điện 6 - 7 KW/h Cứ 1,05 kg trấu thì cho ra 1 kg củi trấu với lượng trấu này sẽ nấu được bữa ăn cho 4 người Củi trấu có đường kính 73 mm, dài từ 0,5 -

1 m

Hình 1.6 Củi trấu thành phẩm

Củi trấu duy trì cháy lâu hơn nấu trực tiếp bằng trấu hoặc than đá và có thể sử dụng cho lò truyền thống, cà ràng, bếp than, bếp than đá rất dễ dàng vì tính chất bắt lửa nhanh, không có khói và khi cháy có mùi rất dễ chịu

Bên cạnh giá thành thấp hơn so với gas, củi trấu cũng có hạn chế là chỉ phổ biến ở vùng nông thôn, vùng ven các khu dân cư gần đô thị do phải có chỗ để củi, có bếp lò và cần nơi thải tro

- Sử dụng nhiệt lượng của trấu sản xuất điện năng

Trấu là một nguồn năng lượng tái tạo dồi dào ở nước ta Trấu cũng có thể dùng làm nguồn nguyên liệu cho các nhà máy nhiệt điện, góp phần giải quyết nạn thiếu điện cũng như tình trạng ô nhiễm môi trường do trấu dư thừa gây ra Theo số liệu tính toán, cứ 2 kg trấu tạo ra 1 kW điện, như vậy với khối lượng hàng triệu tấn trấu, mỗi năm chúng ta có thể thu lại được hàng trăm MW điện Đây có thể là một nguồn nguyên liệu phong phú phục vụ cho các nhà máy nhiệt điện Tuy nhiên, hiện nay Việt Nam chưa có nhà máy điện nào từ vỏ trấu được đi vào vận hành

- Các ứng dụng khác: Ngoài các ứng dụng nêu trên, vỏ trấu còn có thể làm nguyên liệu lọc nước, nguyên liệu xây dựng sạch, làm thiết bị cách nhiệt, làm chất độn, dùng đánh bóng các vật thể bằng kim loại, tro trấu có thể dùng làm phân bón…

1.2 Tổng quan các nghiên cứu có liên quan

1.2.1 Tổng quan về hệ số phát thải

- Khái niệm hệ số phát thải

Hệ số phát thải (Emission Factor – EF) là một đại lượng thể hiện mối liên hệ giữa lượng chất ô nhiễm phát thải từ một nguồn với các hoạt động phát thải ra các chất đó và thường được thể hiện dưới dạng khối lượng chất ô nhiễm trên một đơn vị khối lượng, thể tích, quãng đường hoặc thời gian của hoạt động phát thải ra nó [29]

- Ứng dụng và hạn chế của hệ số phát thải

Hệ số phát thải là một công cụ quan trọng trong việc ước tính phát thải ô nhiễm không khí, giúp kiểm kê ô nhiễm và quyết định các chính sách nhằm giảm thiểu các tác động xấu đến môi trường không khí

Dù sử dụng hệ số phát thải từ những nguồn đáng tin cậy như tài liệu của EPA cũng cần chú ý tới hạn chế trong việc biểu thị phát thải từ một điều kiện riêng, và những nguy cơ khi sử dụng hệ số phát thải trong những tình huống cần đánh giá lại chi phí của việc kiểm tra hay đánh giá về sau Trước khi áp dụng hệ số phát thải để ước lượng mức phát thải từ một nguồn, người sử dụng cần xem lại những tài liệu và công nghệ mới nhất để xem xét sự khác biệt giữa công nghệ mới và những loại đã có

từ trước đó Cần xem xét loại nguồn, thiết kế, kiểm soát và vật liệu đầu vào Cũng cần tính đến tuổi của thông tin và kiến thức của người sử dụng về những ưu thế của công nghệ

Sự phát thải các chất ô nhiễm là khác nhau theo thời gian do sự dao động trong điều kiện hoạt động, kiểm soát thiết bị, vật liệu thô, điều kiện xung quanh và các yêu

tố tương tự Hệ số phát thải thường được phát triển để đại diện cho lượng thải trung bình trong một thời gian dài, vì vậy việc kiểm tra thường được tiến hành theo những điều kiện hoạt động bình thường Ngược lại, sử dụng hệ số phát thải để đánh giá trong thời gian ngắn hoặc phát thải không điển hình sẽ dẫn tới sự biến đổi lớn Cần chú ý tới những giới hạn này và đánh giá những ảnh hưởng có thể có trong trường hợp áp dụng

1.2.2 Một số nghiên cứu về phương pháp xác định hệ số phát thải từ hoạt động đốt sinh khối trên Thế giới

(1) Ấn Độ

và NOx (NO và NO2) từ việc đốt nhiên liệu sinh học ở khu vực nông thôn [23]

+ Phương pháp tiến hành thí nghiệm: Thiết bị dùng trong nghiên cứu này gồm một ống khói hình chữ U được thiết kế và chế tạo tại Phòng thí nghiệm Vật lý Quốc gia (NPL) - New Delhi và các ống nối với một máy lấy khí lưu lượng lớn (HVS) Một đầu của ống nằm trên bộ lọc của HVS còn đầu kia cách mặt đất khoảng 25 cm

Hình 1.7 Mặt cắt ngang thiết bị thí nghiệm

Lấy một lượng sinh khối đã biết đặt lên khay đựng bằng gốm của bếp điện bên dưới ống khói Khay đựng có 20 - 25 lỗ hổng với đường kính 0,5 cm/lỗ Khay được đặt trên một giá đỡ cách mặt đất 5 cm đảm bảo cung cấp oxy thích hợp trong quá trình đốt Khi bật, bếp điện nóng nhanh, quá trình đốt sinh khối bắt đầu diễn ra với

ba giai đoạn Giai đoạn đầu sẽ có khói phát sinh trong một thời gian ngắn do nhiệt phân Giai đoạn tiếp theo, khi nhiệt độ tăng, sinh khối sẽ cháy với ngọn lửa kéo dài khoảng 10 - 15 phút và cuối cùng âm ỉ trong một vài phút

+ Kết quả của nghiên cứu được thể hiện trong Bảng 1.4

- Năm 2016, Mohit Saxena cùng các cộng sự đã xác định hệ số phát thải của các chất

sinh học (gỗ và phân gia súc) tại các vùng nông thôn thuộc Himachal Pradesh (HP), đại diện cho vùng Tây Bắc Himalayan của Ấn Độ

+ Phương pháp tiến hành thí nghiệm: Mẫu được thu thập từ 20 vị trí khác nhau tại HP [16] Tổng cộng có 56 mẫu gồm 28 mẫu gỗ và 03 mẫu phân gia súc được thu thập và đốt trong thiết bị đốt sinh khối được thiết kế theo phương pháp của Venkataraman và Rao (2001)

Hình 1.8 Vùng Tây Bắc Himalayan (HP) của Ấn Độ (A) và Vị trí lấy mẫu (B)

+ Phương pháp tính toán: Hệ số phát thải trong nghiên cứu này được xác định bởi công thức:

Trong đó:

EFx = Mx (g/kg)

My

 Mx là tổng chất ô nhiễm phát sinh (g)

 My là khối lượng khô của sinh khối khi đốt (kg)

Bảng 1.5 Hệ số phát thải của các chất khí gây ô nhiễm môi trường từ việc sử dụng các nhiên liệu sinh học tại Tây Bắc Himalayan của Ấn Độ [16]

(2) Tại Trung Quốc

- Năm 2008, Hefeng Zhang cùng các cộng sự đã thực hiện một nghiên cứu một cách

có hệ thống về các đặc tính phát thải từ hoạt động đốt các phế phẩmcủa lúa gạo, lúa

mì và ngô tại phòng thí nghiệm của Đại học Phục Đán, Thượng Hải, Trung Quốc

(ACFU - the Aerosol Chamber of Fudan University) Tại đây, hệ số phát thải của các chất khí ô nhiễm (CO, CO2, NO2, NO, NOx) cũng được nghiên cứu và thảo luận [12]

+ Phương pháp tiến hành thí nghiệm: Thí nghiệm được thực hiện 04 lần/mẫu với 20g mẫu/lần Các mẫu thu thập là các phế phẩm của lúa gạo, lúa mì và ngô Đối với lúa gạo, mẫu được thu thập tại vùng nông thôn thuộc ngoại ô Thượng Hải, các mẫu của lúa mì và ngô được thu thập tại tỉnh Hà Bắc, Trung Quốc [12]

Hệ thống thí nghiệm gồm buồng đốt tự động (D = 60cm, h = 80cm) và buồng sol khí (AC-FU) (V = 4,5m3) bằng thép không gỉ được đặt tại Đại học Phục Đán Không khí được đưa vào buồng đốt thông qua cổng ở phía dưới Phía trên của buồng được nối với buồng sol khí bằng một ống thép không gỉ (D=16mm) Buồng sol khí

có thể kiểm soát được nhiệt độ (từ 203K đến 373K) và áp suất (từ 14 Pa đến 0,22 MPa) Bên trong AC-FU được phủ một lớp PTFE – Teflon dày khoảng 0,3 mm Buồng được làm sạch dễ dàng bằng cách thổi khí hoặc các phương pháp khác Sử dụng Hygroclip monitor (model IM-4, Rotronic) để đo nhiệt độ và độ ẩm tương đối (RH) bên trong buồng Cánh khuấy được đặt ở dưới đáy giúp không khí trong buồng được trộn đều

Hình 1.9 Sơ đồ hệ thống thí nghiệm: (a) Buồng đốt; (b) Hệ thống sol khí

42i, Thermo Environmental Instrumental Inc.) Đối với nồng độ CO và CO2 được phân tích bằng máy sắc ký khí (GC930, Shanghai Hai Xin Gas Chromatograph Instrument CO., LTD)

+ Phương pháp tính toán: Hệ số phát thải của các chất khí ô nhiễm được tính bằng cách chia khối lượng phát thải với khối lượng nhiên liệu tiêu thụ và được biểu thị bằng gam trên kilogam nhiên liệu tiêu thụ (g/kg) và đượ mô tả bằng phương trình sau:

Trong đó: EFi: Hệ số phát thải của chất i

Mi: Khối lượng phát thải của chất i

lượng cacbon thải ra trong quá trình đốt cháy (War và cs., 1992) Nó có thể được sử dụng để xác định tính đầy đủ của quá trình oxy hóa cacbon được giải phóng trong quá trình đốt nhiên liệu sinh khối và được tính toán bằng phương trình:

CE = CCO2 /Ctổng Trong đó: ���2 : Nồng độ Cacbon phát sinh dưới dạng CO2

Ctổng: Tổng nồng độ Cacbon có trong khí thải và bụi

+ Kết quả của nghiên cứu: Hệ số phát thải của các chất khí ô nhiễm từ hoạt động đốt các phế phẩm của lúa gạo, lúa mì và ngô được thể hiện ở Bảng 1.6

Bảng 1.6 Hệ số phát thải của các chất gây ô nhiễm môi trường không khí từ việc đốt phụ phẩm nông nghiệp (lúa gạo, lúa mì và ngô) ở Trung Quốc [12]

- Năm 2014, Haiyan Ni và các cộng sự đã thực hiện nghiên cứu về đặc tính phát thải của các hạt chứa nguyên tố Cacbon và các chất khí phát sinh từ hoạt động đốt hở phụ phế phẩm nông nghiệp tại Trung Quốc trong đó xác định các hệ số phát thải của các

+ Phương pháp tiến hành thí nghiệm: Mẫu được thu thập là rơm lúa mì, rơm lúa gạo và ngô từ 05 vùng sản xuất chính tại Trung Quốc (Thiểm Tây, An Huy, Sơn

và độ ẩm (35% - 45%) trong ít nhất 1 tháng trước khi tiến hành làm thí nghiệm

Thí nghiệm được thực hiện trong buồng đốt tại phòng thí nghiệm Buồng đốt được thiết kế mô phỏng dựa theo hoạt động đốt hở sinh khối bởi Viện Khoa học Trái đất và Môi trường, Học viện Khoa học Trung Quốc (IEECAS) phối hợp với Viện nghiên cứu Sa mạc (DRI), Mỹ

Nghiên cứu thực hiện 21 thí nghiệm trong đó 9 thí nghiệm đối với mẫu rơm (lúa mì), 7 thí nghiệm đối với rơm (lúa gạo) và 5 thí nghiệm đối với ngô Mẫu dùng trong mỗi thí nghiệm có khối lượng từ 0,1 – 0,2 kg Thời gian tiến hành thí nghiệm kéo dài từ 30 – 50 phút

+ Phương pháp tính toán: Hệ số phát thải (EF) được tính bằng cách lượng phát thải chia khối lượng nhiên liệu tiêu thụ với đơn vị là gam phát thải trên một kilogam nhiên liệu khô đã tiêu thụ (g/kg) (Andreae và Merlet, 2001) Đối với PM2.5, Cacbon hữu cơ thì EF được tính theo công thức:

 EFP: EF của chất gây ô nhiễm dạng hạt của các phế phẩm nông nghiệp cụ thể;

 mfilter: khối lượng các chất ô nhiễm thu được trên bộ lọc

 Vtotal – chimey: tổng lượng khí thải đi qua ống khói trong quá trình thí nghiệm (m3) ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn

 Q: khối lượng mẫu thu được qua bô lọc (m3) ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn

 mfuel: khối lượng sinh khối đã đốt (kg khô)

 DR: tỷ lệ pha loãng trong quá trình lấy mẫu

+ Kết quả thí nghiệm được trình bày tại Bảng 1.7

Bảng 1.7 Hệ số phát thải của hoạt động đốt phế phẩm nông nghiệp trong điều

kiện phòng thí nghiệm được tại Trung Quốc [10]

nằm trong khoảng 911 – 1.558 g/kg đối với CO2 và 53 – 141 g/kg đối với CO [4] [12]

C thấp nhất (43%) Sự khác biệt này có thể do các đặc tính của nhiên liệu như kích thước, độ ẩm ảnh hưởng đến điều kiện cháy và hệ số phát thải

(3) Tại Brazil

Năm 2012, Daniela và các cộng sự đã thực hiện nghiên cứu xác định hệ số phát thải của hoạt động đốt mía trước khi thu hoạch [6] Kết quả thu được trong nghiên cứu này giúp ích cho việc kiểm kê phát thải trong thực tế từ đó cải thiện kết quả mô hình hóa chất lượng không khí

+ Phương pháp tiến hành thí nghiệm: Gồm 2 giai đoạn:

Giai đoạn 1 (Tháng 11/2009): Xác định hệ số phát thải của CO2, CO, NOx và UHC (hydrocabon không cháy) Tiến hành 13 thí nghiệm với 9 mẫu mía thuộc hai giống mía khác nhau được thu thập trong điều kiện thời tiết khô và ở các vị trí khác nhau tại Trung tâm Công nghệ Mía đường Brazil (CTC) Mẫu được đốt trong buồngđốt được làm bằng thép không gỉ, dạng phễu ngược có đường kính 1,6m và được đặt cao hơn khoảng 0,3m so với khay đựng mẫu

Hình 1.10 (a) Bản vẽ minh họa buồng đốt; (b) Bên trong buồng đốt; (c) mẫu

đặt trong khay đốt; (d) mía được đặt trong khay đốt

Nồng độ các mẫu khí được đo bằng thiết bị phân tích cảm biến (Rosemout Analytical): CO2 sử dụng model 880A (hồng ngoại không tán sắc), dải đo từ 0 – 5%, hiệu chuẩn 4,6%; CO sử dụng cùng loại thiết bị với CO2 với dải đo từ 0 – 10.000 ppm

dải đo 0 – 250 ppm, hiệu chuẩn 225 ppm và đối với UHC, sử dụng model 880A (FID), dải đo từ 0 – 1.000 ppm, hiệu chuẩn 900 ppm

Giai đoạn 2 (Tháng 09/2010): Xác định hệ số phát thải của PM2,5 Thực hiện với các mẫu tương tự giai đoạn 1 Mẫu bụi được lấy bằng thiết bị DataRam 4 (DR- 4000) DR-4000 được gắn trên trần của hệ thống đốt sao cho đầu dò của thiết bị này

có thể đưa vào ống khói nhằm lấy mẫu khói phát ra trong quá trình đốt

+ Phương pháp tính toán

được xác định bằng công thức:

EFx = V1 [X]Mx

m kg ( )

 V1 – Tổng lượng khí đi qua ống khói trong quá trình thí nghiệm (m3)

 m – Khối lượng của mẫu (điều kiện khô) đã đốt (kg)

 [X] – Nồng độ trung bình của khí X

 Mx – Khối lượng mol của khí X (g/mol)

 Vx – Thể tích mol ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn (m3) = 0,0224 m3

Hệ số phát thải của PM2,5 bằng công thức:

 Vtổng – Tổng lượng khí mẫu đi qua ống khói trong quá trình thí nghiệm (m3)

 m – Khối lượng của mẫu (điều kiện khô) đã đốt (kg)

+ Kết quả nghiên cứu

Bảng 1.8 Hệ số phát thải của các chất khí ô nhiễm phát sinh trong quá trình

đốt múa trước khi thu hoạch [6]

(4) Pakistan

Năm 2013, M Irfan cùng các cộng sự đã nghiên cứu đặc tính của khí thải gây

ô nhiễm do hoạt động đốt các phế phẩm nông nghiệp trong ngành công nghiệp và tại các hộ gia đình ở Pakistan [17]

+ Phương pháp tiến hành thí nghiêm: Nghiên cứu được thực hiện ở điều kiện

ngoài trời bằng cách sử dụng tháp đốt với thiết kế được trình bày như Hình 1.11

Hình 1.11 (a) Sơ đồ phác họa, (b) Tháp đốt thực tế

Các mẫu được thu thập ba lần tại các vị trí Gatwala (rơm rạ và bã mía), Jarranwala, vùng ngoại ô của Faisalabad (lõi ngô) và Kasur (vỏ trấu)

Hình 1.12 Địa điểm lấy mẫu trấu, rơm rạ, lõi ngô và bã mía tại Punjab,

Pakistan 1 Vỏ trấu, 2 Rơm rạ, 3 Bã mía, 4 Lõi ngô

Các mẫu được làm khô trong điều kiện môi trường vài ngày trước khi bắt đầu thí nghiệm Mẫu khô được bảo quản trong túi kín Trước mỗi thực hiện thí nghiệm đốt, mẫu được xác định khối lượng và đặt trên khay kim loại đục lỗ để tạo thuận lợi cho quá trình đốt

t

Hình 1.13 Mẫu được phơi khô trên khay kim loại trong điều kiện môi trường

trước khi đốt: (a) vỏ trấu; (b) rơm rạ; (c) bã mía; (d) lõi ngô

Lượng khí phát sinh trong quá trình đốt được đo bằng máy phân tích khí thải Testo 350S (Testo AG, Đức) Máy phân tích thu mẫu khí từ ống khói bằng thiết bị

chính xác ±5% của giá trị đo Nồng độ khí thải đo được sử dụng để tính toán hệ số phát thải của các chất khí ô nhiễm [4]

+ Phương pháp tính toán: Hệ số phát thải của các chất khí ô nhiễm được tính toán bằng phương trình cân bằng khối lượng được trình bày bởi Jenkins (1996) và Guoliang (2008):

Trong đó: Ei: Hệ số phát thải của chất i

mfd: Khối lượng mẫu được sử dụng trong thí nghiệm đốt

t0: Thời gian bắt đầu của thí nghiệm đốt

tf: Thời gian kết thúc của thí nghiệm đốt

As: Diện tích ống khói (m2) u: Tốc độ khí trung bình

Ci: Nồng độ của chất i

wi: Khối lượng phân tử của chất i + Kết quả của nghiên cứu này rất quan trọng trong việc xây dựng ngân sách cho khu vực về các chất khí ô nhiễm từ việc đốt phụ phẩm nông nghiệp tại Pakistan

Bảng 1.9 Hệ số phát thải chất khí ô nhiễm từ hoạt động đốt các phế phẩm nông nghiệp trong ngành công nghiệp và tại các hộ gia đình ở Pakistan [17]

- Năm 2011, Nghiêm Trung Dũng và Nguyễn Việt Thắng đã tiến hành nghiên cứu hệ

số phát thải của một số chất ô nhiễm không khí từ các nguồn dân sinh sử dụng nhiên liệu sinh khối, gồm bạch đàn, xoài (Phúc Yên, tỉnh Vĩnh Phúc) và rơm (Văn Khê, Mê Linh, Hà Nội)

+ Phương pháp tiến hành thí nghiệm: Mẫu lấy từ bạch đàn và xoài cần lấy dài

từ 25 – 30 cm và dày từ 2 – 3 cm Các mẫu sẽ được tiến hành đốt 07 lần và thực hiện giống như cách mà người dân thường sử dụng trong sinh hoạt hàng ngày [18]

+ Kết quả nghiên cứu được trình bày chi tiết trong Bảng 1.10

dụng nhiên liệu sinh khối [18]

- Năm 2013, Hironori Arai cùng các cộng sự tiến hành nghiên cứu sự phát thải của các khí nhà kính (GHG) từ việc đốt rơm rạ và trồng nấm rơm tại hệ thống canh tác 3

vụ lúa tại Đồng bằng sông Cửu Long [11] Nghiên cứu này nhằm định lượng lượng khí nhà kính phát thải đồng thời xác định hệ số phát thải từ hoạt động đốt rơm của hệ thống canh tác 3 mùa vụ tại Đồng bằng sông Cửu Long trong việc sử dụng rơm rạ với mục đích khác nhau và được thử nghiệm bằng phương pháp buồng khí động học

và buồng khép kín

+ Phương pháp tiến hành thí nghiệm: Nghiên cứu được tiến hành từ tháng 9/2011 đến tháng 11/2012 trong một hệ thống canh tác 3 vụ lúa điển hình (Đông- Xuân, Xuân-Hè, Hè-Thu) ở thôn Tân Lợi 2, Huyện Thốt Nốt, TP Cần Thơ Thí nghiệm đốt rơm rạ trong buồng khí cơ học thực hiện vào tháng 2/2012, lúa được thu hoạch vào cuối vụ Đông-Xuân Mẫu được sử dụng trong thí nghiệm này là (i) rơm rạ thu lấy trực tiếp từ ruộng lúa (điều chỉnh theo sự thay đổi của độ ẩm), (ii) rơm rạ từ các khay trồng nấm rơm (324 gC/kg rơm khô, 19,8 gN/kg rơm khô, độ ẩm: 18,2%)

Do hàm lượng độ ẩm thay đổi của rơm sau khi thu hoạch, độ ẩm được điều chỉnh

bằng nước máy trước khi đốt: (A) Một lượng rơm cố định (5, 10, 20 hoặc 40kg khô) được chuẩn bị trong khay đựng; (B) Mẫu được xếp chồng lên nhau với độ cao và khối lượng tương ứng: 25 cm – 5 kg, 50 cm – 10 kg, 100 cm – 20 kg và 200 cm – 40 kg, đường kính dưới 2m và làm ẩm trong vòng 30 phút; (C) Trộn đều mẫu với nước máy Các mẫu được thu thập để đo độ ẩm tại thời điểm bắt đầu đốt Trong quá trình đốt,

cứ 10 giây thì ghi lại nhiệt độ bên trong 1 lần Sau 1 giờ kể từ thời điểm bắt đầu đốt,

cứ 1 phút thu mẫu khí vào trong các túi chứa khí có khóa kín (túi Tedlar) Từ 1 – 2 giờ sau thời điểm bắt đầu, mẫu khí được thu thập 2 phút/lần vào túi Tedlar và 10 phút/lần vào các lọ nhỏ chân không Sau đó, mẫu khí thu thập 3 phút/lần vào túi Tedlar và 20 phút/lần vào các lọ chân không Thu thập mẫu đến khi nồng độ của CO2,

CO và NMVOC trong túi Tedlar không được phát hiện bằng máy cảm biến khí thì dừng lại

Thí nghiệm đốt rơm thu được từ quá trình trồng nấm sử dụng phương pháp buồng khép kín Các mẫu sử dụng trong thí nghiệm này gồm: (i) rơm sau khi thu hoạch từ ruộng lúa (trước khi sử dụng trồng nầm), (ii) rơm trong quá trình trồng nấm, (iii) rơm trong quá trình thu hoạch nấm, (iv) tro rơm đốt sau khi thu hoạch nấm Tiến hành đốt với 20kg mẫu (độ ẩm 18,2%) Các mẫu khi sẽ được thu thập tại thời điểm 5 phút và 20 phút sau khi đóng nắp buồng đốt, đựng trong các túi Tedlar và lọ thủy tinh chân không

+ Kết quả thí nghiệm thể hiện trong Bảng 1.11 như sau:

Bảng 1.11 Hệ số phát thải được thể hiện bằng lượng cacbon và lượng nitơ phát sinh trên 1kg trọng lượng sấy khô của rơm

thải

KL khô

Các điều kiện Lượng cacbon phát thải Lượng Nitơ phát

thải

KL khô

Qua nghiên cứu này đã định lượng được lượng phát thải khí nhà kính từ việc sử dụng rơm rạ cho các mục đích khác nhau trong hệ thống canh tác 3 vụ mùa tại ĐBSCL Đồng thời thấy được rơm sử dụng cho việc trồng nấm sẽ có tỷ lệ phát thải GHG thấp hơn so với việc đốt rơm sau khi thu hoạch lúa

Bên cạnh đó đã có rất nhiều nghiên cứu về việc ứng dụng của trấu để giảm thiểu lượng phát sinh loại phế phẩm nông nghiệp này tại Việt Nam như sử dụng tro trấu thay thế xi măng trong chế tạo bê tông chất lượng siêu cao, sản xuất xà phòng than hoạt tính từ vỏ trấu Tuy nhiên, hiện nay, chưa có nghiên cứu nào thực hiện đặc biệt xác định hệ số phát sinh chất ô nhiễm từ hoạt động đốt hở trấu cũng như xem xét các tác động môi trường từ hoạt động này

1.3 Tổng quan khu vực nghiên cứu

1.3.1 Vùng Tây Nam Bộ

- Vị trí địa lý: Vùng Tây Nam Bộ (hay Đồng bằng sông Cửu Long) bao gồm 13 tỉnh,

thành phố: Long An, Tiền Giang, Bến Tre, Vĩnh Long, Trà Vinh, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau, Kiên Giang, An Giang, Đồng Tháp, Hậu Giang và thành phố Cần Thơ với tổng diện tích tự nhiên 39.734 km2 chiếm 12,2 % diện tích tự nhiên của cả nước

Phạm vi lãnh thổ: + Phía Tây giáp Đông Nam Bộ

+ Phía Bắc giáp Campuchia + Phía Đông Nam giáp Biển Đông + Phía Tây Nam giáp vịnh Thái Lan