Luận văn thạc sĩ hus household oriented approach for the optimization of resources management at the floating village in tonle sap lake region cambodia

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu phương pháp tiếp cận hộ gia đình nhằm tối ưu hóa quản lý tài nguyên tại làng nổi vùng hồ Tonle Sap, Campuchia.

• Người hướng dẫn: Dr. Catalin Stefan
• Trường học: Vnu University Of Science TECHNISCHE Universität Dresden
• Chuyên ngành: Waste Management and Contaminated Site Treatment
• Đề tài: Household Oriented Approach For The Optimization Of Resources Management At The Floating Village In Tonle Sap Lake Region, Cambodia
• Loại tài liệu: Master Thesis
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Hanoi

Mục lục chi tiết

• ACKNOWLEDGEMENTS
• TABLE OF CONTENTS
• LIST OF FIGURES
• LIST OF TABLES
• LIST OF ANNEXES
• 1. CHAPTER I: INTRODUCTION
• 1.1. Tonle Sap Lake Region
• 1.2. Poverty in Tonle Sap Lake Region
• 1.3. Objectives of Study
• 2. CHAPTER II: ASSESSMENT OF HUMAN AND ENVIRONMENTAL RELEVANT FACTORS
• 2.1. Data Mining and Collections
• 2.2. Socio-Economic Factors
• 2.2.1. Occupation and Income
• 2.2.2. Sources of Energy for Consumption
• 2.3. Environmental Pollution
• 2.4. Land Use Classification
• 2.5. Drinking Water Supply and Quality
• 2.5.1. Sources of Drinking Water Supply
• 2.5.2. Water Quality in the Tonle Sap Lake
• 2.6. Household Water Treatment Systems (HWTS), Effectiveness and Cost Analysis
• 2.6.1. Boiling Water
• 2.6.2. Simple Sand Filter (SSF)
• 2.6.3. Bio-sand Filter
• 2.6.4. Effectiveness of HWTS
• 2.6.5. Cost Analysis of HWTS
• 2.7. Domestic Waste Generation
• 3. CHAPTER III: DEVELOPMENT OF A CONCEPT FOR THE OPTIMIZATION OF RESOURCES MANAGEMENT
• 3.1. Optimization of Resources Management
• 3.2. Development of a Technical Concept for Safe Drinking Water Supply and Sanitation for Household-scale
• 3.2.1. Simple Sand Filter (SSF) and Solar Disinfection (SODIS)
• 3.3. Development of Waste Management Concepts and Resource Recovery
• 3.3.1. 3Rs Approach for Organic Waste Management and Agriculture Waste
• 3.3.2. Composting
• 3.3.3. Char Briquette Production
• 3.4. Development of Socio-Economic
• 3.5. Quantification of the Environmental Impact of Technical and Socio-Economic Developments
• 4. CHAPTER IV: CONCLUSIONS
• 4.1. Socio-Economic Development
• 4.2. Household Cost Expenditure
• 4.3. Household’s Time Expending
• 4.4. Household’s GHG Emission
• ABBREVIATIONS
• DIMENSIONS
• LIST OF FIGURES
• LIST OF TABLES
• LIST OF ANNEXES
• ABSTRACT

Tóm tắt

I. Tổng quan về tối ưu hóa quản lý tài nguyên tại làng nổi Tonle Sap

Làng nổi vùng hồ Tonle Sap, Campuchia, là một trong những khu vực có hệ sinh thái phong phú và đa dạng. Tuy nhiên, việc quản lý tài nguyên tại đây đang gặp nhiều thách thức. Tối ưu hóa quản lý tài nguyên không chỉ giúp bảo tồn môi trường mà còn nâng cao chất lượng cuộc sống cho người dân địa phương. Bài viết này sẽ phân tích các yếu tố liên quan đến quản lý tài nguyên tại làng nổi, từ đó đề xuất các giải pháp khả thi.

1.1. Đặc điểm sinh thái và xã hội của làng nổi Tonle Sap

Làng nổi Tonle Sap là nơi sinh sống của hàng triệu người, chủ yếu dựa vào nghề cá và nông nghiệp. Hệ sinh thái tại đây rất phong phú với nhiều loài cá và thực vật thủy sinh. Tuy nhiên, sự phát triển không bền vững đang đe dọa đến nguồn tài nguyên này.

1.2. Tình hình quản lý tài nguyên hiện tại

Quản lý tài nguyên tại làng nổi hiện đang gặp nhiều khó khăn do thiếu hụt cơ sở hạ tầng và nhận thức của người dân về bảo vệ môi trường. Nhiều hộ gia đình vẫn chưa có hệ thống vệ sinh hợp lý, dẫn đến ô nhiễm nguồn nước và sức khỏe cộng đồng bị đe dọa.

II. Vấn đề và thách thức trong quản lý tài nguyên tại làng nổi

Mặc dù có nhiều tài nguyên thiên nhiên phong phú, nhưng người dân tại làng nổi Tonle Sap vẫn phải đối mặt với nhiều vấn đề nghiêm trọng. Tình trạng nghèo đói, thiếu nước sạch và hệ thống vệ sinh kém là những thách thức lớn nhất. Việc quản lý tài nguyên không hiệu quả đã dẫn đến sự suy giảm chất lượng cuộc sống và sức khỏe của người dân.

2.1. Tình trạng nghèo đói và thiếu nước sạch

Hơn 42% dân số sống trong tình trạng nghèo đói, với nhiều hộ gia đình không có đủ nước sạch để sử dụng. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe mà còn cản trở sự phát triển kinh tế của khu vực.

2.2. Ô nhiễm môi trường và sức khỏe cộng đồng

Ô nhiễm nguồn nước do chất thải sinh hoạt và nông nghiệp đang gia tăng, dẫn đến nhiều bệnh tật trong cộng đồng. Tỷ lệ mắc bệnh tiêu chảy ở trẻ em dưới 5 tuổi rất cao, cho thấy sự cần thiết phải cải thiện điều kiện vệ sinh và quản lý chất thải.

III. Phương pháp tối ưu hóa quản lý tài nguyên hiệu quả

Để cải thiện tình hình quản lý tài nguyên tại làng nổi, cần áp dụng các phương pháp tối ưu hóa hiệu quả. Các giải pháp này không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn nâng cao chất lượng cuộc sống cho người dân.

3.1. Phát triển hệ thống cung cấp nước sạch

Áp dụng công nghệ lọc nước như bộ lọc cát và khử trùng bằng ánh sáng mặt trời (SODIS) có thể giúp cung cấp nước sạch cho người dân. Điều này không chỉ giảm thiểu bệnh tật mà còn tiết kiệm chi phí cho hộ gia đình.

3.2. Quản lý chất thải và vệ sinh môi trường

Xây dựng hệ thống vệ sinh hợp lý và quản lý chất thải sinh hoạt là rất cần thiết. Việc áp dụng các phương pháp như ủ phân và sản xuất biogas từ chất thải hữu cơ có thể giúp giảm ô nhiễm và tạo ra nguồn năng lượng tái tạo.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu

Nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng các phương pháp tối ưu hóa quản lý tài nguyên có thể mang lại nhiều lợi ích cho cộng đồng. Các mô hình thành công từ các làng nổi khác có thể được áp dụng tại Tonle Sap để cải thiện điều kiện sống.

4.1. Kết quả từ các mô hình thành công

Nhiều mô hình quản lý tài nguyên tại các làng nổi khác đã cho thấy hiệu quả rõ rệt trong việc cải thiện chất lượng nước và vệ sinh môi trường. Những mô hình này có thể được điều chỉnh và áp dụng tại Tonle Sap.

4.2. Tác động đến sức khỏe cộng đồng

Việc cải thiện điều kiện vệ sinh và cung cấp nước sạch đã giúp giảm tỷ lệ mắc bệnh trong cộng đồng. Sự thay đổi này không chỉ nâng cao sức khỏe mà còn tạo ra cơ hội phát triển kinh tế cho người dân.

V. Kết luận và tương lai của quản lý tài nguyên tại làng nổi

Quản lý tài nguyên tại làng nổi vùng hồ Tonle Sap cần được cải thiện để đảm bảo sự phát triển bền vững. Các giải pháp tối ưu hóa không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn nâng cao chất lượng cuộc sống cho người dân. Tương lai của khu vực này phụ thuộc vào sự hợp tác giữa chính quyền, cộng đồng và các tổ chức phi chính phủ.

5.1. Tầm quan trọng của sự hợp tác

Sự hợp tác giữa các bên liên quan là rất quan trọng để thực hiện các giải pháp tối ưu hóa. Chính quyền địa phương, tổ chức phi chính phủ và cộng đồng cần làm việc cùng nhau để đạt được mục tiêu chung.

5.2. Hướng đi tương lai cho làng nổi

Cần có các chính sách hỗ trợ và đầu tư vào cơ sở hạ tầng để cải thiện điều kiện sống cho người dân. Việc giáo dục và nâng cao nhận thức về bảo vệ môi trường cũng là một yếu tố quan trọng trong việc phát triển bền vững.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Khu vực hồ Tonle Sap là hồ nước ngọt lớn nhất Đông Nam Á với diện tích lưu vực mở rộng từ 2.500 km² trong mùa khô lên đến 15.000 km² trong mùa lũ, trải rộng trên tổng diện tích tự nhiên 85.620 km². Khu vực này hiện là nơi sinh sống của hơn 1,2 triệu cư dân tại vùng ngập lũ và khoảng 4,2 triệu người trên toàn lưu vực, đạt mật độ dân số bình quân 58 người/km². Mặc dù sở hữu nguồn tài nguyên thủy sản và lâm nghiệp ngập nước dồi dào, khoảng 42,8% dân số địa phương vẫn thuộc diện nghèo đói do sinh kế phụ thuộc hơn 70% vào nông nghiệp và đánh bắt truyền thống với năng suất thấp.

Thực trạng môi trường và sức khỏe cộng đồng tại các làng nổi đang ở mức báo động nghiêm trọng. Khoảng 81% hộ gia đình không có công trình vệ sinh, dẫn đến việc xả trực tiếp phân và rác thải sinh hoạt xuống nguồn nước hồ. Tình trạng này khiến tỷ lệ mắc bệnh tiêu chảy ở trẻ em dưới 5 tuổi tại khu vực Chong Khneas lên tới 54,1%, đồng thời bệnh tiêu chảy chiếm 7% nguyên nhân gây tử vong ở trẻ em toàn vùng.

Mục tiêu cốt lõi của nghiên cứu là đánh giá toàn diện các yếu tố nhân văn và môi trường, từ đó xây dựng khung tối ưu hóa quản lý tài nguyên cấp hộ gia đình bao gồm cấp nước sạch, công trình vệ sinh, thu hồi tài nguyên từ rác thải và phát triển sinh kế. Kết quả nghiên cứu chứng minh mô hình tối ưu giúp giảm chi phí sinh hoạt thường niên từ 107,50 USD/hộ/năm xuống còn 71,96 USD/hộ/năm, tiết kiệm 563 giờ lao động mỗi năm và giảm phát thải khí nhà kính từ 6,42 tấn CO₂ tương đương xuống còn 0,59 tấn CO₂ tương đương/hộ/năm.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu tích hợp các nền tảng lý thuyết sinh thái học và kỹ thuật môi trường hiện đại nhằm giải quyết bài toán tài nguyên cục bộ:

• Lý thuyết quản lý tài nguyên dựa vào hộ gia đình (Household-Oriented Resource Management): Tập trung vào việc chuyển đổi hộ gia đình từ đơn vị tiêu thụ thụ động sang đơn vị sản xuất và tuần hoàn tài nguyên khép kín, tự chủ xử lý nước và chất thải tại chỗ.
• Mô hình kinh tế tuần hoàn và tiếp cận 3R (Reduce - Reuse - Recycle): Định hướng giảm thiểu chất thải nông nghiệp và sinh hoạt thông qua tái chế dinh dưỡng, ủ phân hữu cơ và sản xuất năng lượng tái tạo.
• Mô hình vòng xoay nghèo đói và vệ sinh môi trường (Cycle of Poverty and Sanitation): Lý giải mối quan hệ tương hỗ giữa điều kiện vệ sinh kém, gánh nặng bệnh tật từ nguồn nước và sự sụt giảm thu nhập kinh tế.
• Các khái niệm chuyên ngành then chốt: Xử lý nước tại điểm sử dụng (Point-of-Use - POU), Khử trùng nước bằng bức xạ mặt trời (Solar Disinfection - SODIS), Hệ thống lọc cát sinh học (Bio-sand Filter - BSF) và Thu hồi dinh dưỡng dòng thải (Nutrient Recovery).

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp khai phá dữ liệu thứ cấp kết hợp phân tích định lượng đa chỉ tiêu:

• Nguồn dữ liệu và cỡ mẫu: Thu thập và tổng hợp dữ liệu từ Viện Thống kê Quốc gia Campuchia (NIS), Ngân hàng Phát triển Châu Á (ADB), Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) cùng khảo sát dịch tễ học thực địa trên 123 mẫu trẻ em tại xã Chong Khneas và tập dữ liệu đối chứng 1.584 mẫu cư dân vùng lòng hồ.
• Phương pháp phân vùng không gian: Áp dụng kỹ thuật phân tầng địa hình chia lưu vực thành 5 vùng sinh thái (Zone 1: 0–6m so với mực nước biển; Zone 2: 6–8m; Zone 3: 8–10m; Zone 4: từ 10m đến quốc lộ; Zone 5: đô thị trung tâm thuộc 6 tỉnh ven hồ) để đánh giá chính xác tính biến thiên của sinh kế và nguồn nước.
• Phương pháp so sánh kịch bản (Scenario Analysis): Thiết lập kịch bản cơ sở (Baseline Scenario) dựa trên tập quán đun nước bằng củi và xả thải hở, đối chiếu trực tiếp với kịch bản tối ưu hóa (Optimized Scenario) tích hợp công nghệ xanh.
• Lý do lựa chọn phương pháp: Phân tích ma trận chi phí - lợi ích kết hợp kiểm kê phát thải khí nhà kính theo công cụ tiêu chuẩn quốc tế giúp lượng hóa chính xác hiệu quả kinh tế và mức độ giảm thiểu tác động môi trường trên từng hộ gia đình.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

• Tình trạng ô nhiễm nguồn nước và gánh nặng bệnh tật: Tại Vùng 1 (vùng lõi hồ nổi), 87% hộ gia đình sử dụng trực tiếp nước mặt sông hồ cho ăn uống mà không qua lọc sơ cấp. Độ đục trong mùa khô có hàm lượng tổng chất rắn lơ lửng (TSS) lên tới 1.000 mg/L. Mẫu sinh vật chỉ ra sự tích lũy hóa chất bảo vệ thực vật nhóm POPs cao vượt mức, điển hình là hàm lượng DDT đạt 3.200 ng/g ở chim nước và 450 ng/g chất béo ở cá.
• Thực trạng vệ sinh và dòng chảy chất thải: Toàn khu vực chỉ có 19% dân số có nhà vệ sinh hợp chuẩn (Vùng 2 chỉ đạt 1%, Vùng 3 đạt 7%). Dòng thải bài tiết mỗi năm của một người thải ra môi trường khoảng 500 lít nước tiểu và 50 lít phân, tương đương thất thoát 4–5 kg Nitơ và 0,75 kg Photpho. Đối với chất thải rắn, khu vực nông thôn phát sinh khoảng 2.637 tấn phụ phẩm rơm rạ mỗi năm mà chưa được tái sử dụng.
• Năng lượng tiêu thụ và chi phí cơ sở: Hơn 83% dân số sử dụng củi đun để nấu ăn và khử trùng nước, tiêu tốn trung bình 17,40 USD/hộ/năm tiền củi hoặc 32,00 USD/hộ/năm nếu dùng khí hóa lỏng LPG, tạo ra lượng phát thải khí nhà kính lên tới 6,42 tấn CO₂ tương đương/hộ/năm.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân căn bản của các vấn đề trên xuất phát từ sự cách trở địa lý của nhà nổi, điều kiện kinh tế nghèo nàn và tập quán xả thải lâu đời. Việc phân tích dữ liệu cho thấy sự khác biệt rõ rệt giữa kịch bản cơ sở và kịch bản tối ưu, vốn có thể được trực quan hóa qua biểu đồ cột kép so sánh thời gian và chi phí:

[Biểu đồ minh họa so sánh kịch bản phát thải và chi phí hộ gia đình]
- Phát thải GHG: 6,42 TCO2e (Cơ sở)  ==> 0,59 TCO2e (Tối ưu)  [Giảm ~91%]
- Thời gian tốn: 1.498,5 h (Cơ sở)   ==> 935,5 h (Tối ưu)     [Tiết kiệm 563 h/năm]
- Chi phí năm:   107,50 USD (Cơ sở)  ==> 71,96 USD (Tối ưu)    [Giảm ~33%]

Áp dụng giải pháp kết hợp lọc cát đơn giản (SSF) và khử trùng bằng ánh sáng mặt trời (SODIS) giúp loại bỏ đến 99,9% vi khuẩn, virus và nguyên sinh động vật mà chỉ tốn chi phí vận hành khoảng 3,15 USD/hộ/năm. Đặc biệt, mô hình phát triển sinh kế bằng nghề trồng nấm rơm từ 2.637 tấn phụ phẩm nông nghiệp mang lại nguồn thu nhập ước tính 10.210 USD/hộ/năm, cao gấp 12 lần so với thu nhập từ trồng lúa truyền thống (832 USD/hộ/năm) và vượt xa mức thu nhập cơ sở trung bình của vùng (2.732,75 USD/hộ/năm).

Đề xuất và khuyến nghị

• Chuyển đổi công nghệ cấp nước sạch: Áp dụng đồng bộ cụm thiết bị lọc cát đơn giản (SSF) đóng vai trò tiền xử lý độ đục kết hợp các bình chứa PET phơi nắng khử trùng (SODIS) từ 6 đến 24 giờ. Mục tiêu loại bỏ hoàn toàn mầm bệnh đường ruột, giảm chi phí xử lý nước về mức 3,15 USD/hộ/năm. Thời gian hoàn thành trong vòng 6 tháng do các hộ gia đình phối hợp cùng các tổ chức phát triển cộng đồng triển khai.
• Lắp đặt nhà vệ sinh khô tách dòng (Dry Toilet with Urine Diversion): Thiết kế thùng chứa nổi hoặc hố đơn khô nhằm thu gom riêng biệt 500 lít nước tiểu và 50 lít phân/người/năm. Toàn bộ lượng chất thải này được ủ yếm khí để thu hồi 4–5 kg Nitơ/người/năm phục vụ bón cây, loại trừ 100% mầm bệnh xả thẳng ra lòng hồ. Tiến độ thực hiện trong 12 tháng dưới sự hướng dẫn kỹ thuật của Sở Môi trường.
• Thúc đẩy kinh tế phụ phẩm nông nghiệp và sản xuất than sinh học: Thu hồi 55% tỷ lệ phụ phẩm rơm rạ sau thu hoạch để chuyển sang nuôi trồng nấm ăn quy mô hộ và ép mùn than thành than bánh sinh học (Char Briquette). Đạt mục tiêu nâng thu nhập hộ lên 10.210 USD/năm và cắt giảm chi phí nhiên liệu hóa thạch trong lộ trình 18 tháng.
• Xây dựng hệ thống hầm ủ Biogas và phân compost: Tận dụng chất thải hữu cơ sinh hoạt chiếm 53% tổng lượng rác để ủ compost và nạp cho hầm khí sinh học Biogas. Mục tiêu giảm phát thải khí nhà kính của hộ gia đình xuống mức 0,59 tấn CO₂ tương đương/năm, giao cho Hợp tác xã nông nghiệp địa phương điều phối thực hiện trong 2 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

• Cán bộ quản lý môi trường và nhà hoạch định chính sách: Cung cấp cơ sở dữ liệu khoa học định lượng về hiện trạng ô nhiễm, tải lượng chất thải và cơ cấu 5 phân vùng sinh thái nhằm xây dựng chiến lược quản lý tài nguyên nước cho các vùng ngập lũ quốc gia.
• Các tổ chức phi chính phủ (NGOs) và đơn vị phát triển quốc tế: Tham khảo tài liệu như một cẩm nang thiết kế dự án can thiệp WASH (Nước sạch, Vệ sinh và Nâng cao sức khỏe), hỗ trợ chuyển giao công nghệ lọc SSF/SODIS chi phí thấp cho cộng đồng yếu thế.
• Nhà nghiên cứu, giảng viên và sinh viên chuyên ngành môi trường: Cung cấp phương pháp luận mẫu mực về đánh giá cân bằng vật chất (N-P-COD), tính toán phát thải khí nhà kính (GHG Inventory) và phân tích kinh tế tuần hoàn tại cấp hộ gia đình.
• Các hợp tác xã và doanh nghiệp xã hội nông thôn: Khai thác quy trình kỹ thuật tận dụng phế phụ phẩm nông nghiệp trồng nấm và sản xuất than bánh sinh học để phát triển chuỗi giá trị sinh kế bền vững.

Câu hỏi thường gặp

• Phương pháp SODIS kết hợp SSF mang lại ưu điểm gì vượt trội so với đun sôi truyền thống? Đun sôi nước bằng củi tiêu tốn khoảng 17,40 USD/hộ/năm và thải ra lượng lớn khí CO, tro bụi ảnh hưởng hô hấp. Cụm SSF và SODIS sử dụng vật liệu cát lọc sẵn có và chai nhựa PET phơi nắng, giúp diệt 99,9% mầm bệnh với chi phí chỉ 3,15 USD/hộ/năm và hoàn toàn không phát thải khí nhà kính.
• Làm thế nào để xây dựng nhà vệ sinh hợp chuẩn trên các bè nổi ngập nước quanh năm? Mô hình sử dụng nhà vệ sinh khô tách dòng nước tiểu (Dry Toilet with Single Pit/Bucket). Nước tiểu và phân được thu gom riêng vào các thùng kín nổi dưới sàn bè, ngăn chặn tiếp xúc với nước hồ, sau đó được ủ hoai mục để thu hồi khoảng 4–5 kg Nitơ/người/năm làm phân bón.
• Nuôi trồng nấm từ phế phẩm rơm rạ mang lại lợi ích kinh tế cụ thể ra sao? Tận dụng 2.637 tấn rơm rạ thải bỏ (chiếm 55% sản lượng lúa) để làm giá thể trồng nấm giúp tạo ra nguồn thu nhập lên tới 10.210 USD/hộ/năm trong chu kỳ 6 tháng. Con số này cao gấp nhiều lần mức thu nhập từ canh tác lúa truyền thống chỉ đạt 832 USD/hộ/năm.
• Mô hình tối ưu hóa giúp cắt giảm phát thải khí nhà kính như thế nào? Nhờ việc thay thế 90% lượng củi đun truyền thống bằng khí sinh học Biogas, than bánh sinh học từ rác nông nghiệp và khử trùng nước bằng năng lượng mặt trời, lượng phát thải trung bình của mỗi hộ giảm từ 6,42 tấn CO₂ tương đương/năm xuống chỉ còn 0,59 tấn CO₂ tương đương/năm.
• Tại sao nghiên cứu phải chia khu vực hồ Tonle Sap thành 5 phân vùng sinh thái? Việc phân chia theo cao độ từ 0m đến trên 10m so với mực nước biển giúp phản ánh chính xác sự khác biệt về sinh kế: Vùng 1 chủ yếu đánh bắt thủy sản (55%), các Vùng 2 đến 4 tập trung vào trồng trọt (80%), còn Vùng 5 là đô thị dịch vụ, từ đó đưa ra giải pháp kỹ thuật sát thực tế.

Kết luận

• Nghiên cứu đã giải quyết thành công bài toán nan giải về môi trường và sinh kế tại các làng nổi hồ Tonle Sap thông qua cách tiếp cận quản lý tài nguyên lấy hộ gia đình làm trọng tâm.
• Các giải pháp kỹ thuật đơn giản như SSF kết hợp SODIS, nhà vệ sinh khô thu hồi dinh dưỡng và hầm Biogas chứng minh tính khả thi cao về cả mặt kỹ thuật lẫn sự chấp nhận của cộng đồng.
• Mô hình tối ưu hóa giúp cắt giảm chi tiêu thường niên của hộ gia đình xuống còn 71,96 USD/năm, tiết kiệm 563 giờ đun nấu và thu gom củi mỗi năm.
• Hiệu quả môi trường được khẳng định rõ nét khi giảm thiểu tới 91% lượng phát thải khí nhà kính, đưa mức phát thải từ 6,42 tấn xuống 0,59 tấn CO₂ tương đương/hộ/năm.
• Trong giai đoạn tiếp theo, các địa phương cần nhanh chóng biên soạn sổ tay hướng dẫn thực hành cộng đồng, thiết lập chính sách hỗ trợ vốn ban đầu và nhân rộng mô hình sinh kế trồng nấm trên toàn lưu vực. Hãy liên hệ ngay với các cơ quan quản lý tài nguyên địa phương hoặc các nhóm nghiên cứu kỹ thuật môi trường để tiếp nhận chuyển giao quy trình tối ưu hóa này.

Trích đoạn nội dung tài liệu

VNU UNIVERSITY OF SCIENCE TECHNISCHE UNIVERSITÄT DRESDEN EAM SAM UN HOUSEHOLD ORIENTED APPROACH FOR THE OPTIMIZATION OF RESOURCES MANAGEMENT AT THE FLOATING VILLAGE IN TONLE SAP LAKE REGION, CAMBODIA MASTER THESIS Hanoi - 2011 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] VNU UNIVERSITY OF SCIENCE TECHNISCHE UNIVERSITÄT DRESDEN EAM SAM UN HOUSEHOLD ORIENTED APPROACH FOR THE OPTIMIZATION OF RESOURCES MANAGEMENT AT THE FLOATING VILLAGE IN TONLE SAP LAKE REGION, CAMBODIA Major: Waste Management and Contaminated Site Treatment Code: MASTER THESIS SUPERVISOR: DR. CATALIN STEFAN RESP. PETER WERNER Hanoi - 2011 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] ACKNOWLEDGEMENTS My highly appreciation wishes to acknowledge to Dr. Catalin Stefan, Institute for Waste Management and Contaminated Site Treatment at the TU Dresden, provided me a great support for making this paper possible and I also contribute of my thanks to alls as following in the accomplishment of this paper existing; • To Prof.

Bilitewski and Prof. Nguyen Thi Diem Trang, who established the cooperation Master program on “Waste Management and Contaminated Site Treatment” • To DAAD Hanoi provided me full support for both living allowance and tuition fee for duration 2 years of study. Le Thanh Son, Vice Dean at the Faculty of Chemistry, at the Hanoi University of Science always provided me a support. • To all professors, lecturers, and colleagues at the Hanoi University of Science and the Institute for Waste Management and Contaminated Site Treatment, at the TU Dresden for all the important assistances.

Carly Starr who kindly revised this paper with grammar and structures. • To very supportive lovely parents, brothers, and sister, for encouragement and inspiration. i LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] TABLE OF CONTENTS ACKNOWLEDGEMENT ……………………………………………………………………….i TABLE OF CONTENTS……………………………………………………………………….v LIST OF FIGURES………………………………………………………………………………ix LIST OF TABLES ………………………………………………………………………………xi LIST OF ANNEXES…………………………………………………………………………….xiii Chapter I INTRODUCTION ……………………………………………………………….1 Tonle Sap Lake Region……………………………………………………1 I.2 Poverty in Tonle Sap Lake Region……………………………………….3 Objectives of Study ……………………………………………………….4 Chapter II ASSESSMENT OF HUMAN AND ENVIRONEMNAT RELAVANT FACTORS ……………………………………………………………………….1 Data Mining and Collections…………………………………………….2 Socio-Economic Factors……………………………………………….1 Occupation and Income……………………………………….3 Sources of Energy for Consumption………………………………7 II.5 Environmental Pollution…………………………………………10 II.6 Land Use Classification………………………………………….3 Drinking Water Supply and Quality…………………………………….1 Sources of Drinking Water Supply………………………………12 ii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.2 Water Quality in the Tonle Sap Lake ………………………….4 Household Water Treatment Systems (HWTS), Effectiveness and Cost Analysis………………………………………………………………….2 Boiling Water……………………………………………………17 II.4 Simple Sand Filter (SSF)……………………………………….8 Bio-sand Filter ………………………………………………….9 Effectiveness of HWTS………………………………………….10 Cost Analysis of HWTS…………………………………………28 II.5 Domestic Waste Generation …………………………………………….33 Chapter III DEVELOPMENT OF A CONCEPT FOR THE OPTIMIZATION OF RESOURCES MANAGEMENT ……………………………………………….1 Optimization of Resources Management……………………………….2 Development of a Technical Concept for Safe Drinking Water Supply and Sanitation for Household-scale………………………………………….1 Simple Sand Filter (SSF) and Solar Disinfection (SODIS)…….3 Development of Waste Management Concepts and Resource Recovery……………………………………………………………….1 3Rs Approach for Organic Waste Management and Agriculture Waste…………………………………………………………….2 Composting………………………………………………………41 iii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.4 Char Briquette Production……………………………………….4 Development of Socio-Economic……………………………………….5 Quantification of the Environmental Impact of Technical and Socio- Economic Developments……………………………………………….56 Chapter IV CONCLUSIONS……………………………………………………………….1 Socio-Economic Development…………………………………………….2 Household Cost Expenditure…………………………………….3 Household’s Time Expending………………………………….2 Household’s GHG Emission …………………………………………….65 iv LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] ABBREVIATIONS Acronyms 3Rs : Reuse, Recycle, and Reduce ADB : Asia Development Bank AUNP : Asian EU-University Network Program AWWA : American Water Works Association BSF : Bio-sand Filter Ca+2 : Calcium ion CAWST : Center for Affordable Water and Sanitation Technology CDC : Center for Disease Control and Prevention CFSP : Cambodian Fuelwood Saving Project CH4 : Methane CHLs : Chlordances Cl- : Chloride CO : Carbon monoxide CO2 : Carbon dioxide COD : Chemical Oxygen Demand CWP : Ceramic Water Purifier DDT : Dichlorodiphenyltrichloroethane DNA : Deoxyribonucleic acid DO : Dissolved Oxygen EAWAG : Swiss Federal Institute of Aquatic Science EJF : Environmental Justice Foundation v LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Fe+3 : Iron ion GHG : Green House Gas H2 : Hydrogen H2O : Water HCB : Hexachlorobenzene HCHs : Hexachorinated hydrocarbons HWTS : Household Water Treatment System IDE : International Development Enterprise IGES : Institute for Global Environmental Strategies IPCC : Intergovernmental Panel on Climate Change JICA : Japan International Cooperation Agency K+ : Potassium ion LPG : Liquefied Petroleum Gas Mg+2 : Magnesium ion Na+ : Sodium ion NaOCl : Sodium hypochlorite NBP : National Biogas Program NIS : National Institute for Statistic NOx : Nitrogen Oxide O2 : Oxygen OCs : Organo-chlorines PAHO : Pan American Health Organization PCBs : Polychlorinated bi-phenyls PCE : Parliamentary Commissioner for the Environment PET : Poly Ethylene Terephthalate vi LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] POPs : Persistent Organic Pollutants POU : Point of Use RACHA : Reproductive and Child Health Allience RO : Reversed Osmosis SANDEC : Department of Water and Sanitation in Developing Countries SO4-2 : Sulfate ion SODIS : Solar Disinfection SSF : Simple Sand Filter TCPMe : Tri 4-chlorophenyl methane TN : Total Nitrogen TP : Total Phosphorus TSS : Total Suspended Solid UNDP : United Nations Development Program UNEP : United Nations Environment Protection UNICEF : United Nations for Children’s Fund USAID : United States Agency for International Development UV : Ultra violate Vol : Volume WaterSHED : Water Sanitation Health Environment Development WHO : World Health Organization vii LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Dimensions µg/L : Microgram per litter asl : Above sea level g/m3 : Gram per cubic meter gCH4/kg waste : Gram methane per kilogram waste ha : Hectare Kg/hh/yr : Kilogram per household per year Kg/p/d : Kilogram per capital per day Km2 : Square kilometer L/d : Litter per day L/hh/d : Litter per household per day L/min : Litter per minute M : Metter mg/L : Milligram per litter mm/yr : Millimeter per year ng/g : Nanogram per gram pH : Percentage of hydrogen t TN/yr : Ton Total Nitrogen per year t TP/yr : Ton total phosphorous per year t/yr : Ton per year TCO2E : Ton carbon dioxide equivalent US$/ha : US Dollar per hectare US$/hh/yr : US Dollar per household per year viii LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] LIST OF FIGURES Figure 1: Tonle Sap Lake Region with five zones classification…………………………….…2 Figure 2: Scheme of cycle of poverty and sanitation……………………………………………3 Figure 3: Occupation among population in the Tonle Sap Lake Region by percentage……….6 Figure 4: Income from sectors in the Tonle Sap Lake Region by percentage………………….6 Figure 5: Education Level in the Tonle Sap Lake Region………………………………………….7 Figure 6: Sources of energy for cooking…………………………………………………….…8 Figure 7: Sources of energy for lightening………………………………….…………………9 Figure 8: Sources of drinking water………………………………….…………………………12 Figure 9: Solar Disinfection ………………………………….16 Figure 10: Simple Sand Filter.19 Figure 11: Ceramic Water Purifier (CWP) ………………….22 Figure 12: Bio-sand filter design components………………………………………………….24 Figure 13: Comparative cost production of HWTS per household per year.29 Figure 14: Characterization of domestic waste in Siem Reap Province…………………………30 Figure 15: Toilet Facility in Tonle Sap LakeRegion………………………………….……34 Figure 16: Comparison of time spending between baseline–boiling water and optimized- SODIS/SSF………………………………….…36 Figure17: Comparison of cost production between baseline-boiling water and optimized- SSF/SODIS…………………….………………37 Figure 18: GHG Emission from baseline-boiling water and optimized-SODIS/SSF …….……37 Figure19: Complete single pit………………………………….39 Figure 20: Nutrient recovery from human waste………………………………….……………39 Figure 21: Schematic of composting equation……………………………….41 ix LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Figure 22: Conversion of organic material without oxygen……………………………….42 Figure 23: Influence factors on biogas and methane yield……………………………….…43 Figure 24: Kiln for powder making with burning process……………………………….…44 Figure25: Powder compressor for briquette making………………………………….……44 Figure 26: Paper brick maker from paper waste ………………………………….……………44 Figure 27: Material balance of mushroom growthsectors……………………………….…47 Figure 28: Comparison of income between baseline- farming, baseline-fishing, baseline-service, baseline-trade and optimized-mushroom……………………….……49 Figure 29: Comparison of mass reduction within baseline- before and optimized-after mushroom Growth………………………………….……50 Figure 30: Cost benefit of compost per ton………………………………….…………………51 Figure 31: Default value of GHG emission from composting gCH4/kg waste …………………51 Figure 32: Comparison of rice yield between baseline scenario and optimized scenario ………53 Figure 33: Capital cost of biogas systems in Cambodia ………………………………….……54 Figure 34: Comparison cost analysis between firewood and biogas………………………….…54 Figure 35: Comparison time spending for cooking and firewood consumption baseline scenario and optimized scenario of biogas system…………………….55 Figure 36: GHG Emission from baseline-firewood and optimized biogas for cooking…………56 Figure 37: Comparison of expense for baseline-firewood and optimized-char briquette…….…57 Figure 38: Comparison of GHG emission between baseline-firewood and optimized- char briquette………………………………….…57 Figure 39: Income generation between baseline and optimized scenario……………………….58 Figure 40: Cost expenditure from household indicators…………………………………………59 Figure 41: Household’s time spending for fuel cooking and water supply between baseline and optimized scenario……………………………………………………………….…60 Figure 42: GHG emission from each household……………………………………………….61 x LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] LIST OF TABLES Table1: Land use classification ………………………………….11 Table 1: Water quality parameters in the Tonle Sap Lake……………………………….14 Table 3: Summary of potential effective by HWTS………………………………….28 Table 4: The volume and nutrient loading of water consumption in household (g/m3) ……….31 Table 5: Human waste flow………………………………….…………………………………32 Table 6: Agricultural waste generation from Zone 1, Zone 2, Zone 3, and Zone 4 ………….…33 Table 7: Characteristics of biogas composition………………………………….42 Table 8: Fuel Characteristics………………………………….45 Table 9: Economic characteristic of mushroom production during 6 moths……………….48 xi LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] LIST OF ANNEXES Annex1-Socio-economic indicators……………………………………………………………. 65 Annex1-1 Components of Service Occupation in the region……………………………65 Annex 1.2 Income from fishing………………………………………………………….3 Income from farming………………………………………………………65 Annex1.4: Income from trade…………………………………………………………66 Annex15: Income from services…………………………………………………………66 Annex 1.6: Income generation from total zones…………………………………………67 Annex 1.7: Income generation from total zones by percentages……………………….67 Annex2: Sources of energy consumption……………………………………………………….1: Energy for cooking………………………………………………………….2: Energy for lightening……………………………………………………….69 Annex3: Drinking Water Supply –cost estimation …………………………………………….70 Annex4: Fuel consumption and emission factors by household (Calculation by Shipbuilding GHG Emission Inventory Tool)…………………………………………………………70 Annex5: Agricultural and household waste materials ………………………………………….71 Annex6: Drinking Water Quality Index ……………………………………………………….73 Annex 7: Household water treatment system (HWTS) for drinking water…………………….74 Annex 8: Sanitation facility…………………………………………………………………….74 xii LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] ABSTRACT Tonle Sap Lake is known as a rich in natural resources where it engages the high population contribution throughout the floodplain up to 1.2 million and approximately 4.2 million in total of the region, and makes up the distribution density in average 58 persons per square kilometer.

Due to the high proportion of population depend on existing resources; fishing and farming are majority of region up to 70%, and has resulted 42.8% living in the poverty in the area. A large number of floating villages in floodplain live in low income generation from farming and fishing; likewise, inadequate to access safe water supply, lack sanitation system, and poor understanding of environmental impacts, the Tonle Sap Lake basin is alarming to call for the sustainable management in terms of human health, socio-economic, and environmental issues. Thus, the purpose of this paper is analysis of human and environmental relevant factors includes socio-economic, drinking water, sanitation system, and domestic waste. Based on this relevant factor analysis, the key tasks are to develop a concept for optimization of household oriented resources and compile the oriented guideline for local community use.

As a result, it is indicated that mushroom is feasible option for socio-economic development up to 10,210 US$/hh/yr compare to baseline scenario comprised only 2,732.75US$/hh/yr or 5 times increasing. The optimization scenario for the drinking water supply is SODIS and SSF, sanitation is dry toilet with single pit or bucket, and waste management is compost, biogas, and char briquette. Those methods are recommended to use in the basin due to their not only low cost production, but also flexible, less time spending, and environmental- friendly. In average of cost expenditure from each household is estimated that 107.5US$/hh/yr and it is reduced to 71.96US$/hh/yr respectively.

Time spending is also significantly reduced regarding to the optimization scenario up to 935.5hrs/hh/yr if compare to the baseline scenario 1498.5hrs/hh/yr. GHG emission from household oriented are 6.42TCO2E/yr, whilst, the application of the optimized scenario is reduced to 0.59 TCO2E/hh/yr. xiii LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Chapter I INTRODUCTION I.1 Tonle Sap Lake Region Tonle Sap Lake is known as a largest lake in Southeast Asia.