MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu Việt Nam là một trong những nước nông nghiệp có trình độ thâm canh cao so với khu vực cũng như trên thế giới. Trong những năm gần đây, sản xuất nông nghiệp ở nước ta đã mang lại nhiều thành tựu to lớn, đóng góp vào sự phát triển của đất nước. Đời sống người dân nông thôn đang dần được cải thiện do phát triển nhanh trong sản xuất nông nghiệp.
Nước ta đã trở thành một trong những nước đứng đầu thế giới về xuất khẩu lúa gạo. Những thành tựu này là kết quả của sự đổi mới trong công tác quản lý sản xuất nói chung, đặc biệt là những tiến bộ trong khoa học kỹ thuật nông nghiệp. Tuy nhiên, cùng với sự phát triển đó, những vấn đề về môi trường nông nghiệp, nông thôn cũng xuất hiện ngày càng nhiều và ngày càng nghiêm trọng. Trong đó, vấ n đề quản lý và sử dụng chất thải rắn nông nghiệp đang đặt ra như một vấn đề cấp bách.
Hà Nội là thủ đô, là trung tâm chính trị - hành chính quốc gia, trung tâm lớn về văn hóa, khoa học, giáo dục, kinh tế và giao dịch quốc tế của cả nước. Sau khi được mở rộng theo Nghị quyết số 15/2008/NQ-QH12 ngày 29/5/2008 của Quốc hội, Hà Nội có diện tích tự nhiên 332.432,8 ha; dân số 6. Hoạt động sản xuất nông nghiệp của Hà Nội trước khi mở rộng chủ yếu ở một số huyện ngoại thành như Đông Anh, Gia Lâm, Từ Liêm, Thanh Trì và Sóc Sơn với tổng diện tích đất sản xuất nông nghiệp là 37. Nhưng sau khi mở rộng địa giới, hiện nay diện tích đất sản xuất nông nghiệp đã tăng lên 149.668,7 ha, chiếm 45% tổng diện tích đất tự nhiên của Hà Nội.
Trong đó, diện tích đất trồng lúa là 112.081,8 ha đất trồng cây hàng năm ngoài lúa [11]. Như vậy, lượng chất thải rắn nông nghiệp phát sinh hàng năm trên địa bàn Hà Nội cũng tăng lên rất lớn, đặc biệt là các phụ phẩm nông nghiệp sau thu hoạch lúa. Hiện nay trên địa bàn thành phố Hà Nội, sản lượng thu hoạch lúa hàng năm vào khoảng 1,2 triệu tấn thóc. Nếu tính hệ số thu hoạch là 0,5 thì Hà Nội cũng có 1,2 triệu tấn phụ phẩm nông nghiệp là rơm rạ và 240 nghìn tấn trấu [41].
Với đặc 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com điểm của các vùng sản xuất nông nghiệp ven đô thị, trong những năm gần đây lượng rơm rạ ít được sử dụng cho các mục đích dân sinh truyền thống như làm phân bón, chất đốt mà thường được vứt bỏ ngay trên đồng ruộng, đường làng, ngõ xóm. Tình trạng đốt rơm rạ sau mỗi vụ thu hoạch ngày càng trở nên phổ biến ở nhiều vùng nông thôn của thủ đô Hà Nội. Bên cạnh sự phát thải từ trồng trọt, chăn nuôi của Hà Nội cũng khá phát triển trong những năm gần đây. Tổng số lượng gia súc, gia cầm của Hà Nội hiện có khoảng 23,4 triệu con sẽ thải ra một lượng phân lớn.
Ô nhiễm môi trường trong chăn nuôi trên địa bàn Hà Nội đã và đang được quan tâm. Song vẫn còn nhiều địa phương chất thải chăn nuôi không được xử lý triệt để gây ô nhiễm môi trường và bức xúc cho người dân. Thêm vào đó, tình trạng vứt bỏ bừa bãi các bao bì đựng hóa chất BVTV đang rất phổ biến cũng góp phần làm tăng lượng chất thải rắn trong quá trình sản xuất nông nghiệp. Sự chuyển đổi trong các hình thức quản lý và sử dụng các phụ phẩm nông nghiệp ở Hà Nội trong những năm qua đã có những tác động không tốt đến các yếu tố môi trường nói chung và môi trường đất nói riêng.
Đặc biệt là việc xử lý rơm rạ đã có những ảnh hưởng xấu đến độ phì nhiêu của đất, ảnh hưởng đến chu trình vật chất trong hệ thống đất - cây trồng, đặc biệt là chu trình của các bon, có nguy cơ đe dọa tính bền vững của hệ thống canh tác lúa nước trong vùng. Các hình thức xử lý rơm rạ có tác động trực tiếp đến chất hữu cơ trong đất, đến khu hệ vi sinh vật đất cũng như nhiều tính chất lý hóa học của đất. Hiện nay, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ, nhiều giống cây trồng mới năng suất cao đang được sử dụng rộng rãi để đáp ứng nhu cầu lương thực cho một dân số đông ở nước ta. Tuy nhiên, để đảm bảo cho các giống mới phát triển tốt đòi hỏi phải đầu tư nhiều phân bón, nước tưới và kỹ thuật chăm sóc thích hợp.
Trong đó bao gồm cả nhu cầu về thuốc bảo vệ thực vật cũng gia tăng. Một nền nông nghiệp thâm canh cao là yêu cầu tất yếu của quá trình sản xuất. Để đảm bảo nhu cầu dinh dưỡng cho cây trồng nói chung và cây lúa nói riêng đòi hỏi 9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com các yếu tố đầu vào tương xứng như lượng phân bón cũng tăng cao. Đây cũng là nguyên nhân dẫn đến lượng phân chuồng ngày càng ít được sử dụng mà thay vào đó là sự gia tăng sử dụng các phân khoáng.
Đã có nhiều nghiên cứu về quá trình thâm canh tăng năng suất lúa ở nước ta nói chung và ở đồng bằng sông Hồng nói riêng nhưng chủ yếu tập trung vào vấn đề dinh dưỡng cây trồng và các biện pháp thâm canh tăng năng suất lúa. Cho đến nay vẫn chưa có nghiên cứu nào đánh giá đầy đủ về chu trình vật chất trong hệ thống canh tác lúa nước nói chung và tác động của các hình thức xử lý rơm rạ đến các tính chất đất nói riêng, đặc biệt là hình thức đốt rơm rạ trên đồng ruộng. Với những lý do trên đề tài “Nghiên cứu tình hình sử dụng chất thải rắn nông nghiệp và tác động của một số hình thức xử lý rơm rạ đến môi trƣờng đất lúa ở Hà Nội” nhằm đánh giá thực trạng về phát sinh, thu gom, sử dụng, xử lý chất thải rắn nông nghiệp và những tác động trực tiếp của một số hình thức xử lý rơm rạ trên đồng ruộng đến môi trường đất lúa trên địa bàn Hà Nội, đặc biệt là các hình thức đốt rơm rạ trên đồng ruộng, một hình thức đang được áp dụng rộng rãi trên địa bàn Hà Nội. Nghiên cứu cũng đề xuất một số giải pháp quản lý chất thải rắn nông nghiệp hiệu quả hơn nhằm góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững đất nông nghiệp ở Hà Nội.
Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá tình hình phát thải và vấn đề sử dụng, xử lý chất thải rắn nông nghiệp ở Hà Nội, đặc biệt là các phụ phẩm nông nghiệp. - Đánh giá ảnh hưởng của một số hình thức xử lý rơm rạ trực tiếp trên đồng ruộng đến một số tính chất đất lúa. - Đề xuất một số giải pháp quản lý chất thải rắn nông nghiệp trên địa bàn Hà Nội. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Ý nghĩa khoa học: - Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ là những cơ sở khoa học về mối liên quan giữa xử lý phụ phẩm nông nghiệp và sự biến động các tính chất môi trường đất lúa.
10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Đồng thời cung cấp cơ sở dữ liệu cho nghiên cứu khác liên quan về quản lý chất thải rắn nông nghiệp ở nước ta. - Xác định được mối liên hệ giữa các biến động trong quá trình phát triển kinh tế - xã hội với sản xuất nông nghiệp và quản lý chất thải rắn nông nghiệp, góp phần xây dựng cơ sở lý luận về công tác quản lý và phát triển nông nghiệp và nông thôn ở nước ta. Ý nghĩa thực tiễn: - Xác định được thực trạng chất thải rắn nông nghiệp trên địa bàn Hà Nội cũng như những biến động trong sử dụng phụ phẩm nông nghiệp, góp phần quản lý hiệu quả chất thải rắn nông nghiệp ở Hà Nội nói riêng và ở nước ta nói chung cho mục tiêu sử dụng đất nông nghiệp bền vững ở nước ta. - Kết quả nghiên cứu của luận án là cơ sở tham khảo cho việc ra quyết định và điều chỉnh chính sách quản lý chất thải rắn nông nghiệp hiệu quả hơn nhằm giảm thiểu tác động môi trường do chất thải rắn nông nghiệp.
Những đóng góp mới của đề tài - Đây là nghiên cứu đầu tiên đóng góp vào việc lượng hóa mức độ tác động của các hình thức đốt rơm rạ đến nhiệt độ đất, khu hệ vi sinh vật đất và một số tính chất đất lúa ở Hà Nội. - Đánh giá được tác động của một số hình thức xử lý rơm rạ khác nhau (thu hoạch hết rơm rạ, vùi rơm rạ, đốt phân tán rơm rạ và đốt tập trung rơm rạ) đến một số tính chất môi trường đất lúa, đặc biệt là sự biến động chất mùn trong đất. Đây là những cơ sở khoa học cho việc sử dụng phụ phẩm nông nghiệp cho một nền nông nghiệp bền vững ở đồng bằng sông Hồng nói chung. 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chƣơng 1.
TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Khái niệm và phân loại chất thải rắn nông nghiệp 1. Khái niệm về chất thải rắn nông nghiệp (CTRNN) Theo thuật ngữ được sử dụng rộng rãi của Liên hợp quốc (2005) “Chất thải rắn nông nghiệp là vật chất loại bỏ từ các hoạt động sản xuất trong nông nghiệp, nó bao gồm các phụ phẩm từ quá trình trồng trọt (thân cây, rơm, rạ, vỏ trấu…), phân và các chất thải trong quá trình chăn nuôi và các lò giết mổ, các bao bì hóa chất bảo vệ thực vật hay chất thải trong nuôi trồng thủy hải sản” [70]. Báo cáo môi trường Quốc gia của Bộ Tài nguyên và Môi trường năm 2011 định nghĩa “Chất thải rắn nông nghiệp là chất thải rắn phát sinh từ các hoạt động sản xuất nông nghiệp như trồng trọt (thực vật chết, tỉa cành, làm cỏ.), thu hoạch nông sản (rơm, rạ, trấu, cám, lõi ngô, thân ngô…), bao bì đựng phân bón, thuốc BVTV, các chất thải ra từ chăn nuôi, giết mổ động vật, chế biến sữa, chế biến thuỷ sản.
Từ hai khái niệm trên có thể nói rằng chất thải rắn nông nghiệp là tất cả các chất thải ở dạng rắn được loại bỏ hay phát sinh trong quá trình sản xuất nông nghiệp, bao gồm cả trong lĩnh vực trồng trọt và chăn nuôi. Thành phần của CTRNN cũng rất đa dạng, phong phú. Tuy nhiên, trong đó chủ yếu là các sản phẩm còn lại từ cây trồng sau khi thu hoạch hay còn gọi là phụ phẩm nông nghiệp và các chất thải rắn từ chăn nuôi. Bên cạnh đó, các bao bì đựng thuốc bảo vệ thực vật cũng rất được quan tâm do tính chất nguy hại của chúng.