Xác định mức độ phát thải PAHs từ việc đốt rơm rạ sau thu hoạch tại Đông Anh, Hà Nội

Luận văn thạc sĩ phân tích vnua xác định mức độ phát thải của các hydrocarbon đa vòng ngưng tụ pahs từ việc đốt rơm rạ sau thu, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất giải

• Tác giả: Trần Thị Hà
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Châu Thùy
• Trường học: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Khoa học môi trường
• Đề tài: Xác định mức độ phát thải của các hydrocarbon đa vòng ngưng tụ (PAHs) từ việc đốt rơm rạ sau thu hoạch tại huyện Đông Anh, thành phố Hà Nội
• Loại tài liệu: Luận văn
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. MỤC LỤC
• 2. DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• 3. DANH MỤC BẢNG
• 4. DANH MỤC HÌNH
• 5. TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
• 6. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
• 7. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC
• 8. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu phát thải PAHs từ đốt rơm rạ tại Đông Anh

Nghiên cứu phát thải PAHs từ việc đốt rơm rạ tại Đông Anh, Hà Nội, là một vấn đề môi trường cấp bách. PAHs, hay hydrocarbon thơm đa vòng, là nhóm chất ô nhiễm nguy hiểm, có thể gây ra nhiều tác hại cho sức khỏe con người và môi trường. Việc đốt rơm rạ sau thu hoạch là phương pháp phổ biến nhưng lại tiềm ẩn nhiều rủi ro về ô nhiễm không khí.

1.1. Khái niệm và nguồn gốc của PAHs

PAHs là các hợp chất hữu cơ phức tạp, thường được hình thành từ quá trình đốt cháy không hoàn toàn. Chúng tồn tại trong không khí dưới dạng hạt bụi và có thể xâm nhập vào cơ thể qua đường hô hấp.

1.2. Tác hại của PAHs đối với sức khỏe con người

PAHs có thể gây ra nhiều bệnh lý nghiêm trọng như ung thư, bệnh về hô hấp và các vấn đề về sinh sản. Việc tiếp xúc lâu dài với PAHs có thể dẫn đến tích tụ trong cơ thể và gây ra các biến chứng sức khỏe.

II. Vấn đề ô nhiễm không khí do đốt rơm rạ tại Đông Anh

Đốt rơm rạ không chỉ gây ô nhiễm không khí mà còn ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống của người dân. Khói từ việc đốt rơm rạ chứa nhiều chất độc hại, trong đó có PAHs, gây ra tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng tại Đông Anh.

2.1. Tình hình đốt rơm rạ tại Đông Anh

Tại Đông Anh, tỷ lệ đốt rơm rạ sau thu hoạch rất cao, với khoảng 47,66% đến 66,5% diện tích đất trồng lúa bị đốt. Điều này dẫn đến việc phát thải một lượng lớn PAHs vào môi trường.

2.2. Ảnh hưởng của ô nhiễm không khí đến sức khỏe cộng đồng

Ô nhiễm không khí do đốt rơm rạ gây ra nhiều vấn đề sức khỏe cho người dân, đặc biệt là các bệnh về hô hấp và tim mạch. Khói rơm rạ cũng làm giảm chất lượng không khí, ảnh hưởng đến cuộc sống hàng ngày.

III. Phương pháp nghiên cứu phát thải PAHs từ đốt rơm rạ

Nghiên cứu này sử dụng nhiều phương pháp khác nhau để xác định mức độ phát thải PAHs từ quá trình đốt rơm rạ. Các phương pháp này bao gồm khảo sát thực địa, lấy mẫu và phân tích hóa học.

3.1. Quy trình thực hiện nghiên cứu

Quy trình nghiên cứu bao gồm việc lựa chọn địa điểm, thu thập mẫu và phân tích nồng độ PAHs trong không khí. Các mẫu được lấy từ nhiều cánh đồng khác nhau để đảm bảo tính đại diện.

3.2. Phương pháp phân tích PAHs

Sử dụng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) để phân tích nồng độ PAHs trong các mẫu bụi. Phương pháp này cho phép xác định chính xác nồng độ PAHs trong không khí.

IV. Kết quả nghiên cứu phát thải PAHs từ đốt rơm rạ

Kết quả nghiên cứu cho thấy nồng độ PAHs trong bụi từ đốt rơm rạ cao gấp nhiều lần so với mẫu nền. Hệ số phát thải PAHs từ quá trình đốt rơm rạ tại Đông Anh được xác định là rất cao.

4.1. Nồng độ PAHs trong không khí

Nồng độ PAHs trong bụi PM2.5 và TSP được ghi nhận cao hơn nhiều so với các nghiên cứu trước đây. Điều này cho thấy mức độ ô nhiễm không khí tại Đông Anh là rất nghiêm trọng.

4.2. Hệ số phát thải PAHs từ đốt rơm rạ

Hệ số phát thải PAHs từ đốt rơm rạ dao động từ 1,68 đến 50,25 mg/kg rơm rạ, cho thấy sự khác biệt lớn trong mức độ phát thải giữa các loại rơm và điều kiện đốt khác nhau.

V. Giải pháp giảm thiểu phát thải PAHs từ đốt rơm rạ

Để giảm thiểu ô nhiễm không khí do đốt rơm rạ, cần có các giải pháp hiệu quả. Việc thay đổi phương pháp xử lý rơm rạ là rất cần thiết.

5.1. Các biện pháp thay thế cho đốt rơm rạ

Sử dụng rơm rạ để sản xuất phân hữu cơ vi sinh, trồng nấm hoặc làm nguyên liệu cho các ngành công nghiệp khác là những giải pháp khả thi để giảm thiểu tình trạng đốt rơm rạ.

5.2. Tăng cường nhận thức cộng đồng về ô nhiễm

Cần tổ chức các buổi tuyên truyền để nâng cao nhận thức của người dân về tác hại của việc đốt rơm rạ và khuyến khích họ áp dụng các biện pháp xử lý rơm rạ an toàn hơn.

VI. Kết luận và triển vọng nghiên cứu về PAHs

Nghiên cứu về phát thải PAHs từ đốt rơm rạ tại Đông Anh đã chỉ ra mức độ ô nhiễm nghiêm trọng và cần có các biện pháp khắc phục. Kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo và các chính sách bảo vệ môi trường.

6.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu PAHs

Nghiên cứu này không chỉ cung cấp dữ liệu về mức độ phát thải PAHs mà còn giúp nâng cao nhận thức về ô nhiễm không khí tại Việt Nam.

6.2. Hướng đi tương lai cho nghiên cứu môi trường

Cần tiếp tục nghiên cứu để đánh giá tác động lâu dài của PAHs đối với sức khỏe con người và môi trường, từ đó đề xuất các giải pháp hiệu quả hơn.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam hiện sở hữu 7,66 triệu ha đất trồng lúa, đứng trong top 10 quốc gia có diện tích canh tác lúa lớn nhất thế giới với kim ngạch xuất khẩu gạo vượt 2 tỷ USD mỗi năm. Tuy nhiên, song song với sản lượng lúa khổng lồ là lượng rơm rạ phế phẩm ước tính trên 45 triệu tấn mỗi năm — và khoảng 60% trong số đó bị đốt trực tiếp ngoài đồng ruộng.

Luận văn thạc sĩ "Xác định mức độ phát thải của các hydrocarbon đa vòng ngưng tụ (PAHs) từ việc đốt rơm rạ sau thu hoạch tại huyện Đông Anh, thành phố Hà Nội" của tác giả Trần Thị Hà (Học viện Nông nghiệp Việt Nam, 2019) lần đầu tiên xây dựng hệ số phát thải PAHs bản địa từ quá trình đốt rơm rạ tại Việt Nam — lấp đầy khoảng trống nghiên cứu quan trọng mà các kiểm kê phát thải trong nước trước đó phải vay mượn hệ số từ nước ngoài.

Nghiên cứu tập trung vào 9 hợp chất PAHs trên bụi trong khói thải đốt rơm rạ: Fluoranthene, Pyrene, Benz[a]anthracene, Chrysene, Benzo[b]fluoranthene, Benzo[k]fluoranthene, Benzo[a]pyrene, Dibenz[a,h]anthracene và Indeno[1,2,3-cd]pyrene. Phạm vi thực địa trải rộng tại các huyện ngoại thành Hà Nội trong giai đoạn tháng 10/2016 đến tháng 9/2019, với địa bàn trọng tâm là huyện Đông Anh.

Đề tài được thực hiện trong khuôn khổ đề tài cơ bản do Quỹ Khoa học và Công nghệ Quốc gia (NAFOSTED), mã số 105.11 tài trợ, nhằm xây dựng hệ số phát thải ứng dụng vào kiểm kê phát thải và đánh giá chất lượng không khí tại Hà Nội. Kết quả nghiên cứu không chỉ có giá trị khoa học mà còn là cơ sở dữ liệu thiết thực để các nhà quản lý môi trường đưa ra chính sách kiểm soát ô nhiễm không khí do đốt rơm rạ.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Lý thuyết phân bố pha của PAHs trong không khí là nền tảng lý thuyết trọng tâm của nghiên cứu. PAHs tồn tại đồng thời ở pha khí và pha hạt (hấp phụ trên bụi lơ lửng). Ở điều kiện nhiệt độ 25°C, lượng PAHs trên bụi có thể chiếm đến 90%, chỉ khoảng 10% tồn tại ở pha khí. Sự phân bố giữa hai pha phụ thuộc vào áp suất hơi của từng hợp chất, nhiệt độ không khí và nồng độ bụi. PAHs có 5–6 vòng benzene — nhóm có khả năng gây ung thư cao nhất — hầu như chỉ tồn tại trong pha hạt bụi mịn, điều này làm tăng nguy cơ xâm nhập sâu vào phổi người.

Lý thuyết cân bằng Carbon (Carbon Balance Method) được áp dụng để tính hệ số phát thải. Khi đốt rơm rạ hở ngoài đồng ruộng, không thể thu toàn bộ lượng khói tạo ra nên không thể tính trực tiếp hệ số phát thải. Phương pháp cân bằng carbon tận dụng đặc tính bảo toàn của nguyên tố carbon giữa các loại sinh khối — lượng C không thay đổi đáng kể — và dùng CO₂ hoặc CO làm khí tham chiếu để suy ngược hệ số phát thải của từng chất ô nhiễm.

Các khái niệm chuyên ngành chính gồm: Hệ số phát thải (Emission Factor — EF) tính bằng mg/kg rơm rạ khô đốt; Hiệu suất cháy (Modified Combustion Efficiency — MCE) phản ánh mức độ hoàn toàn của quá trình cháy; Bụi PM₂,₅ là hạt bụi có đường kính khí động học ≤ 2,5 µm; TSP (Total Suspended Particles) là tổng bụi lơ lửng; và Benzo[a]pyrene (BaP) là chất chỉ thị PAHs quan trọng nhất, được IARC xếp vào nhóm 1 — chất chắc chắn gây ung thư cho người.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu áp dụng thiết kế đốt hở ngoài đồng ruộng (open burning field experiment) — phương pháp phản ánh trung thực nhất điều kiện thực tế. Thí nghiệm triển khai tại 14 vị trí thuộc các huyện ngoại thành Hà Nội gồm Hoài Đức và Gia Lâm, với cỡ mẫu 14 mẫu đốt (BB) kèm 14 mẫu nền (BG) tương ứng.

Phương pháp chọn mẫu theo tiêu chí vị trí cách xa nguồn công nghiệp và giao thông, địa hình thông thoáng, có hướng gió ổn định. Mẫu nền (BG) được lấy trong 2 giờ trước khi đốt; mẫu đốt (BB) lấy trong 20–40 phút khi ngọn lửa ổn định, thiết bị đặt cách đống cháy 5m, đầu thu mẫu tại độ cao 1,5m.

Bụi PM₂,₅ thu bằng thiết bị MiniVol TAS (Airmetrics, tốc độ dòng 5 L/phút); bụi TSP thu bằng thiết bị khối lượng lớn Staplex 120H (tốc độ dòng 1.000 L/phút). PAHs được phân tích tại Đại học Kanazawa (Nhật Bản) bằng hệ thống HPLC-FL (sắc ký lỏng hiệu năng cao — đầu dò huỳnh quang) — phương pháp có độ nhạy và độ chính xác cao nhất hiện nay cho phân tích PAHs ở nồng độ vết. Lý do chọn HPLC-FL: detector huỳnh quang cho phép phát hiện PAHs ở nồng độ ng/g trong nền bụi phức tạp, độ chọn lọc cao hơn so với GC-MS khi phân tích đồng phân PAHs.

Ngoài phân tích phòng thí nghiệm, nghiên cứu còn điều tra phỏng vấn nông hộ tại Đông Anh về diện tích trồng lúa, giống lúa, tỷ lệ đốt rơm — kết hợp số liệu thống kê của UBND huyện và Phòng Nông nghiệp & PTNT Đông Anh để ước tính tổng lượng phát thải PAHs theo phương pháp kiểm kê phát thải.

---

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Phát hiện 1: Nồng độ PAHs trong khói đốt rơm rạ vượt nền nhiều lần. Nồng độ PAHs trong TSP đo được là 0,273 mg/g PM, cao gấp 4,5 lần mẫu nền. Trên bụi mịn PM₂,₅, nồng độ PAHs đạt 0,222 mg/g PM, cao gấp 10 lần so với nền. Sự chênh lệch lớn hơn ở PM₂,₅ phản ánh xu hướng PAHs nặng phân tử tích tụ trên hạt bụi nhỏ — loại bụi nguy hiểm nhất vì có thể xâm nhập trực tiếp vào phế nang phổi.

Phát hiện 2: Hệ số phát thải PAHs xác lập lần đầu tại Việt Nam. Hệ số phát thải PAHs trên PM₂,₅ dao động từ 1,68 đến 50,25 mg/kg rơm rạ khô (RS), trung bình 12,43 mg/kg RS. Trên TSP, hệ số dao động từ 3,6 đến 34,38 mg/kg RS, trung bình 10,06 mg/kg RS. Hiệu suất cháy (MCE) của hầu hết thí nghiệm đều lớn hơn 0,9, xác nhận quá trình cháy chủ yếu là cháy ngọn lửa — tạo ra ít PM hơn đốt âm ỉ nhưng vẫn sinh lượng PAHs đáng kể.

Phát hiện 3: Tỷ lệ đốt rơm tại Đông Anh ở mức cao. Qua điều tra, tỷ lệ đốt rơm rạ trực tiếp trên đồng ruộng tại Đông Anh dao động từ 47,66% đến 66,5% tổng lượng rơm phát sinh. Tổng sản lượng rơm đốt trên địa bàn năm 2018 ước tính 12.062,3 đến 16.830,5 tấn. Để so sánh, tại một số huyện khác thuộc Hà Nội, tỷ lệ đốt còn cao hơn: Đan Phượng 90%, Mê Linh 70%, Hoài Đức 69%, Gia Lâm 60%.

Phát hiện 4: Tổng phát thải PAHs tại Đông Anh vượt các nước trong khu vực. Tổng lượng PAHs phát thải vào không khí tại huyện Đông Anh trung bình một năm khoảng 109,53 đến 152,82 kg PAHs. Đáng lo ngại hơn, tỷ lệ phát thải PAHs tính trên 1 km² tại Đông Anh cao hơn các nghiên cứu tương đương tại Thái Lan, Ấn Độ và Philippines — phản ánh mật độ canh tác lúa cao và tỷ lệ đốt lớn của khu vực.

Thảo luận kết quả

Hệ số phát thải PAHs của nghiên cứu này tương đương với kết quả của Keshtkar và Ashbaugh (2007) — tổng phát thải PAHs từ đốt rơm tại California là 18,6 mg/kg RS — và cao hơn hệ số phát thải trong nghiên cứu của Lemieux và cộng sự (2004) với rơm rạ là 0,35 mg/kg RS. Sự chênh lệch này có thể giải thích bởi ba yếu tố: điều kiện khí hậu nhiệt đới ẩm của Việt Nam ảnh hưởng đến độ ẩm rơm; đặc tính giống lúa bản địa (nghiên cứu ghi nhận độ ẩm rơm khoảng 6,92%); và tập quán đốt thành đống nhỏ phân tán thay vì đốt trải rộng có kiểm soát.

Kết quả dữ liệu trong nghiên cứu có thể được trực quan hóa hiệu quả qua biểu đồ cột so sánh nồng độ PAHs từng hợp chất trên PM₂,₅ và TSP giữa mẫu nền và mẫu đốt, cũng như biểu đồ tròn thể hiện tỷ lệ PAHs 4 vòng, 5 vòng và 6 vòng trên bụi — giúp thấy rõ sự chiếm ưu thế của PAHs 5–6 vòng (nhóm gây ung thư cao) trong bụi mịn PM₂,₅.

Nồng độ PAHs ở Hà Nội đã ở ngưỡng cao so với khu vực. Nghiên cứu trước đó ghi nhận tổng 17 PAHs tại Chương Dương đạt 295,63 ng/m³, cao hơn đáng kể so với Bangkok năm 2003 (21,74 ng/m³). Đóng góp thêm từ đốt rơm rạ — ước tính chiếm 5,0–33,5% tổng PAHs khí quyển theo nghiên cứu tại Đài Loan — là gánh nặng ô nhiễm không thể xem nhẹ.

---

Đề xuất và khuyến nghị

Từ kết quả nghiên cứu, luận văn đề xuất bốn nhóm giải pháp có tính khả thi cao cho huyện Đông Anh:

1. Thúc đẩy sản xuất phân hữu cơ vi sinh từ rơm rạ Ủy ban nhân dân huyện Đông Anh cần xây dựng và vận hành ít nhất 2–3 điểm xử lý rơm rạ bằng chế phẩm sinh học tại các xã trọng điểm trước vụ thu hoạch hè thu 2020. Mỗi hecta lúa thay vì đốt có thể thu được khoảng 400 kg phân hữu cơ — giúp nông dân tiết kiệm chi phí mua phân hóa học, đồng thời cải thiện độ phì đất.

2. Kết nối chuỗi cung ứng rơm rạ với doanh nghiệp Phòng Nông nghiệp & PTNT Đông Anh phối hợp với các doanh nghiệp trồng nấm, chăn nuôi và năng lượng sinh khối để thu mua rơm rạ từ nông dân. Mục tiêu giảm tỷ lệ đốt rơm từ mức hiện tại (47,66–66,5%) xuống dưới 20% trong vòng 3 năm. Cần xây dựng tiêu chuẩn thu mua về độ ẩm và quy cách đóng kiện để tạo điều kiện cho doanh nghiệp.

3. Ban hành quy định và chế tài xử phạt đốt rơm rạ UBND huyện Đông Anh xây dựng và ban hành quy chế cụ thể về cấm đốt rơm rạ trong phạm vi 500m khu dân cư và trục đường giao thông chính. Quy định cần kèm theo mức phạt hành chính rõ ràng và cơ chế giám sát — hiện nay chính quyền địa phương chưa có chế tài đủ mạnh, dẫn đến tình trạng đốt rơm diễn ra tràn lan sau mỗi vụ thu hoạch.

4. Nâng cao nhận thức cộng đồng thông qua truyền thông khoa học Hội Khuyến nông huyện Đông Anh tổ chức ít nhất 4 buổi tập huấn/năm, cung cấp số liệu cụ thể về tác hại sức khỏe từ PAHs: tích lũy ngắn hạn gây bệnh về da, mắt, hô hấp; tích lũy dài hạn gây đột biến gen, ung thư và ảnh hưởng thai nhi. Kết quả nghiên cứu cho thấy tổng PAHs phát thải 109–152 kg/năm tại huyện Đông Anh là con số cụ thể, có tính thuyết phục cao trong truyền thông.

---

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nhà quản lý và hoạch định chính sách môi trường Cán bộ Sở Tài nguyên và Môi trường Hà Nội, Chi cục Bảo vệ Môi trường và cán bộ phòng Nông nghiệp cấp huyện sẽ tìm thấy trong luận văn bộ hệ số phát thải PAHs bản địa — công cụ định lượng để xây dựng kiểm kê phát thải chính xác, từ đó thiết kế chính sách kiểm soát ô nhiễm không khí theo mùa vụ lúa hiệu quả hơn.

Nhà nghiên cứu khoa học môi trường và y tế Nghiên cứu sinh, giảng viên và các nhà khoa học thuộc lĩnh vực ô nhiễm không khí, độc chất học môi trường và dịch tễ học có thể sử dụng hệ số phát thải PAHs xây dựng trong luận văn làm đầu vào cho các mô hình phát tán ô nhiễm, đánh giá rủi ro sức khỏe hoặc nghiên cứu so sánh quốc tế.

Kỹ sư và chuyên gia nông nghiệp Cán bộ khuyến nông và kỹ sư nông nghiệp có thể ứng dụng kết quả để tư vấn nông dân về các phương án xử lý rơm rạ thay thế — từ sản xuất phân hữu cơ, trồng nấm đến cung cấp nguyên liệu cho nhà máy điện sinh khối — với bằng chứng định lượng về mức độ ô nhiễm nếu tiếp tục đốt.

Sinh viên và học viên cao học ngành Khoa học Môi trường Luận văn là tài liệu học tập hoàn chỉnh về phương pháp đo đạc PAHs trong không khí, từ thiết kế thí nghiệm đốt hở thực địa, kỹ thuật lấy mẫu bụi PM₂,₅ và TSP, phân tích HPLC-FL cho đến tính toán hệ số phát thải bằng phương pháp cân bằng carbon — quy trình chuẩn được quốc tế công nhận.

---

Câu hỏi thường gặp

1. PAHs từ đốt rơm rạ nguy hiểm đến mức nào? PAHs chiếm 4 trong 10 chất độc hại nhất trong danh sách ưu tiên của Cơ quan Đăng ký Chất độc và Bệnh tật Hoa Kỳ (ATSDR) năm 2011. Tích lũy ngắn hạn gây bệnh về da, mắt và hô hấp; tích lũy dài hạn gây đột biến ADN và ung thư phổi, da, bàng quang. Phụ nữ mang thai tiếp xúc PAHs cao có nguy cơ sinh con bị rối loạn hành vi và giảm chỉ số IQ lúc 5 tuổi theo nghiên cứu của Đại học Columbia.

2. Tại sao PAHs trên bụi PM₂,₅ nguy hiểm hơn PAHs trong không khí thông thường? PAHs bám trên bụi PM₂,₅ có thể xâm nhập sâu vào tận phế nang phổi vì kích thước hạt quá nhỏ. Ở điều kiện 25°C, đến 90% lượng PAHs tồn tại trên pha hạt bụi. Nghiên cứu tại TP. Hồ Chí Minh cho thấy 85–93% PAHs 5–6 vòng (nhóm gây ung thư cao nhất) tập trung trong bụi mịn kích thước dưới 2,1 µm — đúng loại bụi mà hệ hô hấp không thể lọc được.

3. Hệ số phát thải PAHs xác định trong nghiên cứu này có thể ứng dụng ra sao? Hệ số phát thải trung bình 12,43 mg PAHs/kg rơm rạ (PM₂,₅) và 10,06 mg/kg (TSP) là đầu vào trực tiếp cho phần mềm kiểm kê phát thải. Kết hợp với dữ liệu diện tích lúa và tỷ lệ đốt tại từng huyện, có thể ước tính tổng phát thải PAHs theo mùa vụ trên toàn Hà Nội — cơ sở để cơ quan quản lý đưa ra cảnh báo chất lượng không khí và khuyến cáo sức khỏe kịp thời.

4. Tại sao hệ số phát thải tại Đông Anh cao hơn Thái Lan, Ấn Độ, Philippines? Tỷ lệ phát thải PAHs trên 1 km² tại Đông Anh cao hơn các nước trên chủ yếu do ba yếu tố: mật độ canh tác lúa cao trên diện tích huyện nhỏ; tập quán đốt rơm thành đống nhỏ tập trung thay vì trải mỏng; và giống lúa địa phương có đặc tính vật lý riêng biệt ảnh hưởng đến sản phẩm cháy. Độ ẩm rơm khoảng 6,92% và điều kiện khí hậu nhiệt đới cũng là yếu tố khác biệt.

5. Giải pháp nào thực tế nhất để giảm đốt rơm rạ ở Đồng bằng Bắc Bộ? Theo đề xuất của nghiên cứu, ba giải pháp có tính khả thi cao nhất là: (1) xử lý rơm bằng chế phẩm sinh học tạo phân hữu cơ vi sinh — tiết kiệm khoảng 6 triệu đồng/ha so với đốt bỏ; (2) kết nối thu mua rơm cuộn với doanh nghiệp trồng nấm và chăn nuôi; (3) sản xuất năng lượng sinh khối — với 4 triệu ha lúa, lượng rơm rạ cả nước tương đương 20 triệu tấn dầu nếu chuyển hóa thành nhiên liệu.

---

Kết luận

Luận văn của Trần Thị Hà (2019) đạt được những đóng góp khoa học quan trọng:

• Lần đầu tiên xây dựng hệ số phát thải PAHs bản địa tại Việt Nam: trung bình 12,43 mg/kg RS (PM₂,₅) và 10,06 mg/kg RS (TSP) — thay thế hệ số ngoại lai vốn thiếu chính xác trong điều kiện Việt Nam
• Định lượng tổng phát thải PAHs tại Đông Anh ở mức 109,53–152,82 kg/năm, với mật độ phát thải/km² vượt Thái Lan, Ấn Độ và Philippines
• Cung cấp bằng chứng khoa học cho thấy nồng độ PAHs trong khói đốt rơm rạ cao gấp 4,5 lần (TSP) đến 10 lần (PM₂,₅) so với nền môi trường
• Đề xuất bốn nhóm giải pháp có thể triển khai ngay từ vụ thu hoạch năm tiếp theo tại Đông Anh
• Xác lập cơ sở dữ liệu để mở rộng kiểm kê phát thải PAHs trên toàn vùng đồng bằng Bắc Bộ trong các nghiên cứu giai đoạn 2020–2025

Để tiếp nối kết quả này, các nghiên cứu tiếp theo cần mở rộng sang PAHs pha khí, đánh giá rủi ro sức khỏe định lượng (HRA) và so sánh hệ số phát thải theo mùa vụ xuân–hè. Cơ quan quản lý môi trường Hà Nội nên ưu tiên đưa hệ số phát thải từ nghiên cứu này vào cơ sở dữ liệu kiểm kê phát thải quốc gia ngay trong chu kỳ cập nhật gần nhất.

Trích đoạn nội dung tài liệu

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM TRẦN THỊ HÀ XÁC ĐỊNH MỨC ĐỘ PHÁT THẢI CỦA CÁC HYDROCARBON ĐA VÒNG NGƯNG TỤ (PAHs) TỪ VIỆC ĐỐT RƠM RẠ SAU THU HOẠCH TẠI HUYỆN ĐÔNG ANH, THÀNH PHỐ HÀ NỘI Ngành: Khoa học môi trường Mã số: 8440301 Người hướng dẫn khoa học: TS. Phạm Châu Thùy NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2019 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu do tôi thực hiện. Các số liệu được thu thập sơ cấp, tự tiến hành phân tích một cách trung thực, nghiên cứu và kết luận nghiên cứu trình bày trong khóa luận chưa từng được công bố ở các nghiên cứu khác. Các đoạn trích dẫn và số liệu thứ cấp được sử dụng trong khóa luận đều được dẫn nguồn và có độ chính xác cao nhất trong phạm vi hiểu biết của tôi.

Tôi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình. Hà Nội, ngày 30 tháng 9 năm 2019 Tác giả luận văn Trần Thị Hà i LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] LỜI CẢM ƠN Để có thể hoàn thành đề tài luận văn thạc sĩ một cách hoàn chỉnh, bên cạnh sự nỗ lực cố gắng của bản thân em, còn có sự hướng dẫn nhiệt tình của quý thầy cô, cùng sự động viên ủng hộ của gia đình và bạn bè trong suốt thời gian học tập nghiên cứu và thực hiện luận văn thạc sĩ. Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến TS. Phạm Châu Thùy người đã hết lòng giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành luận văn này.

Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến toàn thể quý thầy cô Khoa Môi trường- Học viện Nông nghiệp Việt Nam, tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn Công nghệ môi trường, Khoa Môi trường - Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý báu cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho em trong quá trính học tập nghiên cứu cho đến khi thực hiện đề tài luận văn. Luận văn này được hoàn thành nhờ sự đồng thuận cho phép tham gia trực tiếp một phần đề tài nghiên cứu cơ bản do Quỹ Khoa học và công nghệ Quốc gia (Nafosted) tài trợ, mã số 105.11, tên đề tài: “Nghiên cứu xây dựng hệ số phát thải từ hoạt động đốt rơm rạ để ứng dụng vào kiểm kê phát thải và đánh giá tác động lên chất lượng không khí tại thành phố Hà nội”. Chủ nhiệm đề tài là TS. Phạm Châu Thùy.

Vì vậy em xin chân thành cảm ơn Quỹ Khoa học và công nghệ Quốc gia đã tài trợ kinh phí cho đề tài Mã đề 105.11 để em thực hiện nghiên cứu này. Xin chân thành cảm ơn đến Ủy ban nhân dân huyện Đông Anh, các cán bộ hội khuyến nông, các bác hộ nông dân đã tạo điều kiện và hỗ trợ nhiệt tình để tôi có thể hoàn thành nghiên cứu của mình. Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn đến gia đình, các anh chị và các bạn đồng nghiệp đã hỗ trợ tôi rất nhiều trong suốt qúa trình học tập, nghiên cứu và thực hiện đề tài luận văn thạc sĩ một cách hoàn chỉnh. Hà Nội, ngày 30 tháng 9 năm 2019 Tác giả luận văn Trần Thị Hà ii LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] MỤC LỤC Lời cam đoan.

ii Mục lục. iii Danh mục chữ viết tắt. vi Danh mục bảng. vii Danh mục hình.

ix Trích yếu luận văn. Tính cấp thiết của đề tài. Giả thuyết khoa học. Mục tiêu nghiên cứu.

Phạm vi nghiên cứu. Ý nghĩa nghiên cứu. Tổng quan tài liệu. Khái niệm và nguồn gốc của PAHs.

Tính chất và dạng tồn tại của PAHs. Tính chất vật lý. Tính chất hóa học. Dạng tồn tại của PAHs trong không khí.

Tác hại của PAHs. Ảnh hưởng tới thực vật. Ảnh hưởng tới động vật. Ảnh hưởng tới con người.

Thành phần của rơm rạ và ảnh hưởng của việc đốt rơm rạ sau thu hoạch. Thành phần của rơm rạ. Các vấn đề môi trường chung và ảnh hưởng sức khỏe do đốt rơm rạ sau thu hoạch. 14 iii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.

Hiện trạng phát sinh và xử lý rơm rạ sau thu hoạch tại Việt Nam và trên thế giới. Hiện trạng tại trên Thế giới. Hiện trạng tại Việt Nam. Tổng quan các nghiên cứu về PAHs từ đốt rơm rạ trên thế giới và Việt Nam.

Một số nghiên cứu PAHs trong không khí. Các nghiên cứu về PAHs phát thải do đốt rơm rạ. Một số phương pháp thí nghiệm và xây dựng hệ số phát thải. Các Phương Pháp Thí Nghiệm Đốt Rơm Rạ.

Các Phương Pháp Tính Hệ Số Phát Thải. Nội dung và phương pháp nghiên cứu. Đối tượng, phạm vi. Nội dung nghiên cứu.

Xác định hệ số phát thải PAHs từ quá trình đốt rơm rạ tại Hà Nội. Xác định mức độ phát thải PAHs từ đốt rơm rạ sau thu hoạch tại Đông Anh, Hà Nội. Đề xuất các giải pháp giảm thiểu lượng chất độc hại phát sinh từ quá trình đốt rơm rạ trên đồng ruộng tại Đông Anh. Phương pháp nghiên cứu.

Mô tả quy trình thực hiện nghiên cứu. Phương pháp thu thập số liệu. Phương pháp điều tra sơ cấp. Phương pháp lấy mẫu.

Phương pháp phân tích. Phương pháp tính hệ số phát thải. Cách tính tổng lượng phát thải PAHs trên bụi trong khói rơm rạ. Kết quả và thảo luận.

Xác định hệ số phát thải PAHs từ quá trình đốt rơm rạ tại Hà Nội. Đặc điểm các loại rơm và các thông số khí tượng trong quá trình đốt. Hàm lượng PAHs trong mẫu nền và trong khói thải từ đốt rơm rạ. Hệ số phát thải PAHs trên bụi trong khói thải đốt rơm rạ.

53 iv LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Ước tính mức độ phát thải PAHs từ quá trình đốt rơm rạ tại Đông Anh. Điều kiện tự nhiên, kinh tế-xã hội Đông Anh. Tình hình sản xuất lúa gạo tại Đông Anh.

Hiện trạng đốt rơm rạ tại đồng ruộng trên địa bàn Đông Anh. Tổng lượng phát thải PAHs từ quá trình đốt rơm rạ tại Đông Anh. Đề xuất một số biện pháp giảm thiểu đốt rơm rạ sau thu hoạch tại Đông Anh. Kết luận và kiến nghị.

81 Tài liệu tham khảo. 82 v LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt CN-XDCB Công nghiệp – Xây dựng cơ bản CTPT Công thức phân tử Ctv Cộng tác viên ĐBSCL Đồng Bằng Sông Cửu Long EF Hệ số phát thải EPA Cục bảo vệ Môi sinh Hoa Kỳ IARC Tổ chức nghiên cứu ung thư quốc tế IRRI Viện Nghiên cứu Lúa gạo quốc tế KV Khu vực Kow Hệ số cân bằng octan-nước NLN Nông lâm nghiệp MCE Hiệu suất cháy PAC Các hợp chất thơm đa vòng PAHs Hydrocarbon thơm đa vòng PCDDs Các hợp chất Dioxins PCDFs Các hợp chất Furan PM Bụi lơ lửng RS Rơm rạ khô TM-DV Thương mại – Dịch vụ TSP Tổng bụi lơ lửng USEPA Cục bảo vệ môi trường Mỹ UV Tia tử ngoại VOC Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi WHO Tổ chức sức khỏe thế giới vi LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] DANH MỤC BẢNG Bảng 2. Một số tính chất vật lý của PAHs. Phân loại 16 PAHs điển hình theo số vòng thơm.

Nồng độ của benzo(a)pyrene ở một số địa điểm trên thế giới. Thành phần các cấu tử PAHs tại các điểm nút giao thông Hà Nội. Nồng độ PAHs trên bụi tổng số trong không khí của Hà Nội. Nồng độ PAHs tại 3 điểm nút giao thông tại thành phố Hồ Chí Minh (ng/m3).

Sự phân bố các PAHs trên bụi mịn và bụi thô tại 3 điểm quan trắc. Phát thải từ đốt nông nghiệp /cây trồng (mg/kg đốt). Thời gian, địa điểm lấy mẫu. Các phương pháp phân tích mẫu.

Thông tin các mẫu đốt. Điều kiện vi khí hậu trong quá trình tiến hành thí nghiệm. Nồng độ PAHs trên bụi PM2,5 và TSP trong mẫu nền, mẫu đốt. Nồng độ từng PAHs trên hạt PM2,5 trong mẫu nền và mẫu đốt.

Nồng độ từng PAHs trên TSP trong mẫu nền và mẫu đốt. Hiệu suất cháy. Hệ số phát thải CO2, PM2,5. Hệ số phát thải tổng các PAHs trên PM2,5 và TSP.

Hệ số phát thải của từng PAHs riêng. Hệ số phát thải PAHs theo giống lúa. So sánh hệ số phát thải của từng PAHs trên TSP với hệ số phát thải PAHs của các thí nghiệm khác. So sánh hệ số phát thải PAHs trên PM2,5 với 1 số nghiên cứu khác trên thế giới.

Diện tích gieo trồng và sản lượng lúa của Đông Anh (2015-2018). Tình hình đốt rơm rạ ở một số địa phương thuộc Hà Nội. Tỷ lệ đốt rơm rạ tại Đông Anh, Hà Nội. Tổng lượng rơm rạ đốt sau thu hoạch tại Đông Anh năm 2018.

73 vii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Lượng phát thải PAHs từ quá trình đốt rơm rạ tại Thái Lan, Ấn Độ, Philippines, và Đông Anh. Tổng lượng phát thải các chất ô nhiễm từ quá trình đốt rơm rạ tại Đông Anh. Ứng dụng rơm rạ trong nông nghiệp.

79 viii LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] DANH MỤC HÌNH Hình 2. Công thức cấu tạo và công thức phân tử của một số PAHs điển hình. Biểu đồ tỷ lệ các biện pháp xử lý rơm rạ sau thu hoạch tại Nhật Bản. Biểu đồ tỷ lệ đốt rơm rạ sau thu hoạch tại một số huyện địa bàn Hà Nội.4 Phân bố kích thước của PAHs ba và bốn vòng (phân tử trọng lượng 178-228) hệ số phát thải cho: (a) hạnh nhân cắt tỉa và (b) đốt rơm.5 Phân bố kích thước của PAHs năm và sáu vòng (phân tử trọng lượng 252-278) hệ số phát thải cho: (a) hạnh nhân cắt tỉa và (b) đốt rơm.

Nồng độ tổng PAHs trên bụi PM2,5 trong mẫu nền và mẫu đốt. Nồng độ PAHs trên hạt PM2,5 trong mẫu đốt. Tỷ lệ các PAHs 4 vòng, 5 vòng, 6 vòng trên bụi PM2,5 trong mẫu nền và mẫu đốt. Nồng độ tổng PAHs trên TSP trong mẫu nền và mẫu đốt.

Nồng độ từng PAHs trên TSP trong mẫu đốt. Tỷ lệ các PAHs 4 vòng, 5vòng, 6 vòng trên bụi TSP trong mẫu đốt. Nồng độ PAHs trong mẫu đốt trên TSP và PM2,5. Sự phân bố các PAHs trên bụi PM2,5 và TSP trong mẫu đốt.

Biểu đồ hệ số phát thải TSP .