Tài liệu Nghiên cứu chế tạo than sinh học (biochar) từphế phụ phẩm nông nghiệ va ứng dụng trong xử lý môi trườg.

HỌC VIỆN NNN N HIỆP VIỆT NMG KHOA MÔI TRƯỜN ------------------- KHÓA LÚẬ̀ T́T ̀NHI缬̣P T缬̀ ĐÊ TAI: “̀NHI缬̀ CỨÚ CHẾ TẠO THÀ SÌH HỌC (BIOCHAR) TỪPHẾ PHỤ PHẨM ̀ỒN ̀NHIỆP VA Ứ̀N DỤ̀N TRÒN XỬ LÝ MÔI TRƯỜN” ̀gười thực hiện Lớp : TẰN THỊ KIÊÚ LOÀ : MTE Khóa : 57 Chuyên ngành : KHOA HỌC MÔI TRƯỜN Niáo viên hướng dẫn : ThS.HỒ THỊ THÚY HẰ̀N Hà ̀ô ̣i – 2016 HỌC VIỆN NNN N HIỆP VIỆT NMG KHOA MÔI TRƯỜN ------------------- KHÓA LÚẬ̀ T́T ̀NHI缬̣P T缬̀ ĐÊ TAI: “̀NHI缬̀ CỨÚ CHẾ TẠO THÀ SÌH HỌC (BIOCHAR) TỪPHẾ PHỤ PHẨM ̀ỒN ̀NHIỆP VA Ứ̀N DỤ̀N TRÒN XỬ LÝ MÔI TRƯỜN” ̀gười thực hiện : TẰN THỊ KIÊÚ LOÀ Lớp : MTE Khóa : 57 Chuyên ngành : KHOA HỌC MÔI TRƯỜN Niáo viên hướng dẫn : ThS.HỒ THỊ THÚY HẰ̀N Đia điêm thực tâp̣ :Bộ môn Công nghệ Môi trường Hà ̀ô ̣i – 2016 ii LƠI CMM Ǹ Trong qua trinh thưc hiêṇ khoa luâ ̣n tôt nghiêp, ̣ ngoai sư cô găng cua ban thân tôi đa nhâ ̣n đươc rât nhiêu sư giup đơ, nhân dip nay tôi xin bay to long biêt ơn vơi nhưng sư giup đơ đo. Trươc hêt tôi xin gửi lời cam ơn ban chu nhiệm khoa Môi trường, cac thầy cô giao trong khoa va trong bộ môn Công nghệ Môi Trường, Học viện Nông Nghiệp Việt Nam, gia đinh va cùng toan thể bạn bè cua tôi. Để co đươc kêt qua nay tôi xin đươc bay to long kính trọng va biêt ơn sâu săctơi TS. Trinh Quang Huy, ThS. Nguyễn Ngọc Tu va đặc biệt la ThS. Hồ Thi Thuy Hằng- người đa luôn tận tinh chỉ bao, truyên đạt cho tôi rât nhiêu kiên thức, kỹ năng lam việc, kỹ năng sông, giup đơ tôi trong học tập, nghiên cứu va theo sat tôi trong suôt qua trinh thưc hiện khoa luận nay. Tôi xin chân thanh gửi lời cam ơn tơi anh kỹ thuật viên Trần Minh Hoang tại phong thí nghiệm- Bộ môn Công nghệ Môi Trường cùng cac bạn Phùng Thi Ngọc Mai, Hồ Thi Thương đa giup đơ cho tôi thưc hiện đê tai. Mặc dù đa co nhiêu cô găng để thưc hiện đê tai một cach hoan chỉnh nhât. Song do điêu kiện nghiên cứu con hạn chê, nên khoa luận không thể tranh khoi nhưng thiêu sot nhât đinh. Tôi mong nhận đươc nhưng ý kiên đong gop cua cac thầy cô giao, cac nha khoa học va toan thể bạn đọc. Tôi xin chân thanh cam ơn! Ha Nô ̣i, ngay 20 thang 05 năm 2016 ̀gười thực hiêṇ Tăng Thi Kiêu Loan i MỤC LỤC LƠI CẢG ƠNN....................................................................................................i GỤC LỤC.........................................................................................................ii DMNH GỤC CAC CHƯ VIÊT TĂT..............................................................iv DMNH GỤC BẢN .........................................................................................v DMNH GỤC HINH.........................................................................................vi GỞ ĐẦU...........................................................................................................1 1. Tính cấp thiết của đề tài................................................................................1 2. Gục tiêu nghiên cứu......................................................................................3 CHƯƠNN 1. TỔN QUMN TÀI LIỆU...........................................................4 1.1. Thực trạng phát sinh và sử dụng phế phụ phẩm nông nghiệp tại Việt Nam...............................................................................................4 1.1.1. Thực trạng phát sinh phế phụ phẩm nông nghiệp ở Việt Nam...............4 1.1.2.Thực trạng sử dụng phế phụ phẩm nông nghiệp ở Việt Nam..................8 1.2. Than sinh học và các ứng dụng của than sinh học trên thế giới và Việt Nam .............................................................................................................14 1.2.1. Than sinh học (Biochar)........................................................................14 1.2.2. Gột số ứng dụng của than sinh học.......................................................20 CHƯƠNN 2. ĐỐI TƯỢN , NỘI DUN VÀ PHƯƠNN PHAP N HIÊN CỨU...................................................................................25 2.1. Đối tượng nghiên cứu...............................................................................25 2.2. Phạm vi nghiên cứu..................................................................................25 2.3. Nội dung nghiên cứu................................................................................25 2.4. Phương pháp nghiên cứu..........................................................................25 2.4.1. Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp...................................................25 2.4.2. Phương phápbố trí thí nghiệm...............................................................26 2.4.3. Phương pháp xác định đặc tính của vật liệu..........................................26 ii CHƯƠNN 3. KÊT QUẢ VÀ THẢO LUẬN..................................................31 3.1. Đặc tính vật liệu nghiên cứu ban đầu.......................................................31 3.2. Ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ tới các đặc trưng về màu sắc và hình dạng của than sinh tạo thành.........................................................35 3.3. Ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ tới đặc trưng về khối lượng của than sinh tạo thành.................................................................................38 3.4. Đánh giá đặc tính pH, EC, CEC của than sinh học tạo thành..................42 KÊT LUẬN VÀ KIÊN N HỊ.........................................................................50 1. Kết luận.......................................................................................................50 2. Kiến nghị.....................................................................................................51 TÀI LIỆU THMG KHẢO...............................................................................52 iii DÀH MỤC CAC CHƯ VIẾT TĂT Msh CEC EC IG FC TSH VG Độ tro Khả năng trao đổi cation Độ dẫn điện Độ ẩm Cacbon cố định Than sinh học Vật chất bay hơi iv DÀH MỤC BM̀N Bảng 1.1: Tiềm năng phế phụ phẩm ở Việt Nam..............................................6 Bảng 1.2: Thành phần các hợp chất hữu cơ của 7 loại vật liệu.........................7 Bảng 1.3: Thành phần hoá học của một số phế phụ phẩm nông nghiệp...........8 Bảng 1.4: Hiệu quả xã hội của việc tái chế phế phụ phẩm nông nghiệp làm phân hữu cơ.........................................................................................12 Bảng 1.5: Ảnh hưởng của than sinh học lên sản lượng lúa ở Việt Nam.........23 Bảng 1.6: Ảnh hưởng than sinh học lên sản lượng rau của Việt Nam............23 Bảng 1.7: Ảnh hưởng của than sinh học lên sản lượng của đậu phộng ở Ninh Thuận..........................................................................................24 Bảng 3.1: Đặc trưng pH, EC của các loại phế phụ phẩm trong nghiên cứu .............................................................................................................31 Bảng 3.2: Thành phần tương đối củacủa các loại phế phụ phẩm trong nghiên cứu...........................................................................................32 Bảng 3.3: Thành phần tương đối của vỏ trấu (%)...........................................34 Bảng 3.4: Thành phần tương đối của rơm rạ (%)............................................34 Bảng 3.5: Ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ tới đặc trưng về màu sắc của than sinh học tạo thành........................................................................36 Bảng 3.6: Ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ tới đặc trưng về khối lượng của than sinh tạo thành........................................................................38 Bảng 3.7: Kết quả kiểm định khối lượng than sinh học tạo thành ở các giá trị nhiệt độ...........................................................................................40 Bảng 3.8: Đặc trưng giá trị pH, EC của than sinh học tạo thành....................42 Bảng 3.9: Kết quả kiểm định pH than sinh học ở các giá trị nhiệt độ.............45 Bảng 3.10: Kết quả kiểm định EC than sinh học ở các giá trị nhiệt độ..........45 Bảng 3.11: Kết quả kiểm định sự sai khác giá trị CEC của nhóm I phụ thuộc vào nhiệt độ...............................................................................47 v Bảng 3.12: Kết quả kiểm định sự sai khác giá trị CEC của nhóm II phụ thuộc vào nhiệt độ...............................................................................47 vi DÀH MỤC HÌ̀H Hình 1.1: Sản lượng một số loại cây trồng qua các năm 2010-2014................4 Hình 1.2:Phế phụ phẩm nông nghiệp................................................................5 Hình 1.3: Các hình thức sử dụng phế phụ phẩm phổ biến ở Đồng bằng sông Hồng năm 2012..........................................................................10 Hình 3.1: Sự thay đổi khối lượng than sinh học theo nhiệt độ........................40 Hình 3.2: Sự thay đổi pH của than sinh học theo các mức nhiệt độ...............43 Hình 3.3: Sự biến động EC của than sinh học theo các mức nhiệt độ............44 Hình 3.4: Đặc trưng CEC của than sinh học tạo thành từ các nhiệt độ khác nhau............................................................................................46 vii MỞ ĐẦÚ 1. Tính cấp thiết của đề tài Việt Nam là một đất nước có truyền thống nông nghiệp lâu đời, là chỗ dựa vững chắc cho nền kinh tế đất nước cũng như đảm bảo an ninh lương thực. Gặc dù, Việt Nam đang trong giai đoạn công nghiệp hóa- hiện đại hóa đất nước, nhiều diện tích đất nông nghiệp được chuyển đổi mục đích sử dụng cho ngành công nghiệp, số lượng các khu công nghiệp vừa và nhỏ ngày càng tăng lên, chiếm dần diện tích đất nông nghiệp, nhưng sản lượng các loại nông sản vẫn tăng liên tục qua các năm. Theo thống kê của Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn, tính đến tháng 12/2015 cả nước có: sản lượng lúa ước tính đạt 45,22 triệu tấn, tăng 241 nghìn tấn;cây ngô đạt 5281 nghìn tấn tăng 1,5%; cây sắn đạt 10,67 triệu tấn tăng 464 nghìn tấn; rau các loại sản lượng đạt 15,7 triệu tấn tăng 276,6 nghìn tấn; đậu các loại sản lượng đạt 169,6 nghìn tấn tăng 5,634 nghìn tấn so với năm 2014. Với sản lượng hằng trăm triệu tấn nông sảnnhư vậy tương ứng với một lượng lớn phế phụ phẩm nông nghiệp phát sinh hằng năm như trấu và rơm rạ40,80 triệu tấn;lá và bã mía 15,60 triệu tấn; thân và lõi ngô 9,20 triệu tấn; vỏ cà phê 1,17 triệu tấn; mùn cưa 1,12 triệu tấn…(Nguyễn Đặng Mnh Thi, Bio-Energy in Vietnam, 2014). Các phế phụ phẩm này được sử dụng làm chất đốt, chất độn chuồng,thức ăn cho gia súc, ủ gốc cây, làm giá thể trồng nấm, tuy nhiên hiện nay phần lớn phế phụ phẩm nông nghiệp bị bỏ ngay tại đồng ruộng, đổ ra kênh mương, hay đốt trực tiếp tại đồng ruộng đặc biệt là sau mỗi vụ thu hoạch gây nên tình trạnglãng phí tài nguyên và ảnh hưởng không nhỏ đến chất lượng môi trường. Do đó, việc nghiên cứucác giải pháp tận thu nguồn phế phụ phẩm nông nghiệp để sử dụng hiệu quả nguổn tài nguyên này và giảm thiểu các tác động môi trường là vấn đề đáng được quan tâm hiện nay. 1 Trên thế giới và Việt Nam,hiện nay ngoài các hình thức sử dụng truyền thống, phế phụ phẩm còn được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: chế tạo cồn sinh học làm nhiên liệu, chế tạo vật liệu xử lý môi trường, sản xuất than sinh học (Biochar)... Trong đó than sinh học (TSH) đang là hướng nghiên cứu được quan tâm, đây là sản phẩm của quá trình nhiệt phân yếm khí các vật liệu hữu cơ, tạo ra loại vật liệu mới có tính ứng dụng trong đời sống và thân thiện với môi trường. TSH được sử dụng làm phân bón thế hệ mới, cải thiện độ phì nhiêu của đất, tăng khả năng giữ nước và các chất dinh dưỡng, bảo vệ các loại vi khuẩn sống trong đất, chống lại các tác động xấu của thời tiết, xói mòn đất, làm tăng sản lượng cây trồng và giải quyết được nguồn phế phụ phẩm trong nông nghiệp. Ngoài ra, nócó thể làm chất đốt thay cho than đá, dầu mỏ đang có nguy cơ cạn kiệt. Đặc biệt, TSH đang được ứng dụng thử nghiệm làm vật liệu xử lý nước thải, (Tạp trí Stinfo số 6-2015, Than sinh học- Hiệu quả nhờ công nghệ). Trên thế giới đã có rất nhiều nghiên cứu về than sinh học như tại Nhật Bản, TSH được cấy thêm vi sinh vật để xử lý chất thải nhà vệ sinh, bảo vệ môi trường; trường Đại học Politécnica de Gadrid (Tây Ban Nha) đã nghiên cứu chế tạo than sinh học từ bùn thải ứng dụng trong cải tạo tính chất của đất… Ở Việt Nam, đã bước đầu nghiên cứu và ứng dụng than sinh học tại một số địa phương như: Viện Gôi trường Nông nghiệp (Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam) sản xuất thành công TSH từ rơm, rạ; Gai Thị Lan Mnh (Đại học Khoa học Thái Nguyên) sáng chế TSH từ rơm rạdùng làm phân bón; Viện Thổ nhưỡng Nông hóa sử dụng TSH từ trấu làm giá thể, đất nhân tạo và phân bón hữu cơ vi sinh... Từ các nghiên cứu đó cho thấy sự phát triển trong hướng nghiên cứu thu hồi và ứng dụng phế phụ phẩm nông nghiệp hiện nay. Tuy nhiên, tổ chức International Biochar Initiative, 2014đã chỉ ra đặc tính của TSH phụ thuộc nguyên liệu đầu vào và quá trình nhiệt phân. Gỗi loại nguyên liệu đầu vào và mỗi quá trình đốt khác nhau tạo than sinh học có đặc tính khác nhau do đó tiềm năng nghiên cứu than 2 sinh học và sử dụng chúng cho các mục đích như sản xuất nông nghiệp, vật liệu xử lý môi trường là rất lớn. Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn trên, tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu chế tạo than sinh học (Biochar) từ phế phụ phẩm nông nghiệp và ứng dụng trong xử lý môi trường”để đánh giá đặc tính và thử nghiệm khả năng hấp phụ của than sinh học chế tạo từ các loại phế phụ phẩm nông nghiệp khác nhau. 2. Mục tiêu nghiên cứu  Chế tạo than sinh học từ các loại phế phụ phẩm nông nghiệp khác nhau  Thử nghiệm khả năng hấp phụ của than sinh học 3. Yêu cầu nghiên cứu  Các nội dung nghiên cứu phải đáp ứng được mục tiêu đề ra của đề tài  Phương pháp thực hiện và bố trí thí nghiệm đòi hỏi phải có tính chính xác, phù hợp với mục tiêu nghiên cứu 3 CHƯǸN 1. TỔ̀N QÚÀ TAI LIỆÚ 1.1. Thực trạng phát sinh và sử dụng phế phụ phẩm nông nghiệp tại Việt ̀am 1.1.1. Thực trạng phát sinh phế phụ phẩm nông nghiệp ở Việt Nam Việt Nam có truyền thống làm nông nghiệp từ hàng ngàn năm nay, với hai vùng đồng bằng phì nhiêu là đồng bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long, khí hậu nhiệt đới gió mùa phù hợp cho cây nông nghiệp phát triển quanh năm, đa dạng loại giống cây trồng; cùng với lực lượng lao động dồi dào nhiều kinh nghiệm đã đưa Việt Nam trở thành một nước lợi thế với nền nông nghiệp phát triển, là chỗ dựa vững chắc cho nền kinh tế đất nước cũng như cũng như đảm bảo an ninh lương thực.Sản lượng nông sản Việt Nam liên tục tăng qua các năm thể hiện qua biểu đồ sản lượng của 3 loại cây trồng: lúa, ngô, mía trong giai đoạn từ năm 2010-2014 (Hình 1.1); cũng theo theo thống kê của Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn sản lượng nông sản năm 2015, cả nước có: sản lượng lúa ước tính đạt 45,22 triệu tấn, cây ngô đạt 5281 triệu tấn, cây sắn đạt 10,67 triệu tấn, rau các loại sản lượng đạt 15,7 triệu tấn, đậu các loại sản lượng đạt 169,6 nghìn tấn. 50000 45000 Sản lượng (tấn) 40000 40005.6 43737.8 42398.5 44039.1 44975 35000 30000 25000 20000 16161.7 17539.6 19015.4 20128.5 19927.5 15000 10000 5000 0 4625.7 4835.6 4973.6 5191.2 5191.7 2010 2011 2012 2013 S ơ bộ 2014 Lúa Ngô Mía Hình 1.1: Sản lượng một số loại cây trồng qua các năm 2010-2014 Nguồn: Tổng cục thông kê (2014) 4 Trong quá trình sản xuất nông nghiệp hay chế biến nông sản, bên cạnh những sản phẩm chính sẽ phát sinh những phế phụ phẩm khác. Khiến cho nền nông nghiệp đã và đang phải đối mặt với việc xử lý phế thải trồng trọt, đặc biệt khi mùa thu hoạch đến. Khi trồng lúa ngoài hạt lúa thu hoạch được ta còn có rơm, rạ; khi xay xát thóc ngoài gạo ta còn có tấm,cám, trấu; khi thu hoạch ngoài hạt ngô ta còn có bẹ ngô, áo ngô, lõi ngô… Trong chăn nuôi gia súc, ngoài sản phẩm chính là thịt, trứng hay sữa ta còn có phân… Các phế thải nông nghiệp phát sinh từ hoạt động trồng trọt rất đa dạng như: rơm, rạ, vỏ trấu, vỏ cà phê, lõi ngô, xơ dừa, dây khoai, thân cây đậu... (Hình 1.2). Hình 1.2:Phế phụ phẩm nông nghiệp Khối lượng phế phụ phẩm này rất lớn tuỳ thuộc vào loại cây trồng, hình thức canh tác, mục đích sử dụng. Riêng đối với các cây trồng thuộc nhóm ngũ cốc như lúa, ngô, khoai...phế phụ phẩm thải ra rất lớn. Những phế phụ phẩm này thực sự là nguồn tài nguyên khổng lồ ước tính trên 100 triệu tấn/năm luôn tồn tại và ngày càng tăng cùng với sự gia tăng diện tích và năng suất cây trồng, giàu tiềm năng nhất là trấu, lá và bã mía, cây rừng tự nhiên (Bảng 1.1). Các loại phế phụ phẩm này được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau đồng 5 thời giúp tạo thêm thu nhập cho người dân, tuy vậy nếu không có những hình thức tận thu phế phụ phẩm phù hợp có thể gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng môi trường. Bảng 1.1: Tiềm năng phế phụ phẩm ở Việt ̀am Loại phế phụ phẩm Số lượng (triệu tấn/năm) 40,80 15,60 14,07 9,20 9,07 7,79 5,58 2,47 2,00 1,17 1,12 0,80 0,41 6,37 Trâu va rơm La va ba mía Cây rừng tư nhiên Thân va lõi ngô Cây rừng trồng Cây rừng thưa Nguồn thai từ nganh giây Cây vùng đồi trông đồi trọc Cây công nghiệp lâu năm Vo ca phê Mùn cưa Nguồn thai từ gỗ xây dưng Cây ăn trai Cac nguồn thai khac (dừa, đậu, khoai mi) Nguồn: Nguyễn Đặng Anh Thi, Bio-Energy in Vietnam (2014) Trong đó, phế phụ phẩm trấu tập trung chủ yếu tại Đồng bằng Sông Cửu Long, Đồng bằng Bắc Bộ và Duyên hải Nam Trung Bộ. Phế phụ phẩm mùn cưa tập trung nhiều ở miền Trung, Tây Nguyên, Tây Bắc. Vỏ cà phê có nhiều ở các tỉnh Tây Nguyên…Hầu hết các phế phụ phẩm nông nghiệp này có hàm lượng chất xơ rất cao ví dụ như rơm chứa 34% chất xơ, lá mía chiếm 43%...nên rất khó tiêu hoá. Gặt khác một số loại phế phụ phẩm lại khó chế biến và dự trữ khi thu hoạch đồng loạt như cây lạc, dây lang, ngọn lá sắn, lá mía…Đó cũng là lí do làm cho người nông dân chỉ sử dụng một phần các loại phế phụ phẩm này ở dạng tươi làm thức ăn cho gia súc. Bên cạnh, nguồn phế phụ phẩm rất đa dạng, các nghiên cứu trước nhận địnhcác thành phần hydrate cacbon chính có trong các phế phụ phẩm nông nghiệp đều là xenlulozo, hemixenlulozo, và lignin chiếm 90% về khối lượng (Bảng 1.2); về thành phần nguyên tố hóa học trong phế phụ phẩm nông 6 nghiệp cho thấy thành phần chủ yếu của chúng là các nguyên tố Cacbon, Hidro, Oxi, Nittơ, Photpho, Oxi, Silic… Đặc biệt Silic là nguyên tố không chỉ chiếm tỷ lệ lớn trong thành phần tươi mà còn chiếm tỷ lệ lớn trong thành phần tro của các phế phụ phẩm, (Bảng 1.3). Đó là các nguyên tố đa lượng cần thiết cho đất và cây trồng, nếu không có các phương thức sử dụng phế phụ phẩm phù hợp và tận thu đối đa nguồn tài nguyên này sẽ gây thất thoát một lượng lớn các nguyên tố đa lượng: O, Si, Ml, Fe, Ca, K, P, N, C, H. Bảng 1.2: Thành phần các hợp chất hữu cơ của 7 loại vật liệu Thành phần (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) Vo trâu La tre Rơm rạ Mùn cưa La mía La ngô Lõi ngô Xenlulozo (%) 25-35 45-50 39,2 45,1 35-45 61,2 41,5 Hemixenlulozo (%) 18-21 20-25 23,5 28,1 26,2-35,8 19,3 13 Nguồn: (1) Haiqing Yang1 and Kuichuan Sheng (2007); (2) Dr J N Shah,Dr S R Shah and Sweety Agrawal (2012); (3) T.S. El-TayebI; A.A. AbdelhafezI; S.H. AliII; E.M. Ramadan (2015); (4) T.S. El-TayebI; A.A. AbdelhafezI; S.H. AliII; E.M. Ramadan (2015); (5) Wiley, Society of Chemical Industry (2015); (6) Braz. J. Microbiol (2012); (7) Kiran R. Garadimani , G. U. Raju , K. G. Kodancha (2015). 7 Lignin (%) 26-31 20-30 36,1 24,1 11,4-25,2 6,9 35,2 Bảng 1.3: Thành phần hoá học của một số phế phụ phẩm nông nghiệp Loại tro Coi Rạ chiêm Cây sậy Thân ngô Rạ mùa La mía Rạ nêp Tầu dừa Dâu tằm Ba mía Mạt cưa La phi lao Cây su vẹt Cây trinh nư Cây vừng Cây đay Trâu Trâp Cây săn Cây bông % tan trong nước 37,0 3,2 9,5 13,7 6,8 8,1 5,9 35,0 20,4 16,5 6,4 0,8 17,0 25,2 35,7 51,9 4,2 0,8 32,1 33,8 % tan trong HCl 57,0 13,3 26,9 36,2 18,2 19,3 11,0 76,2 70,1 39,1 54,6 41,5 56,1 70,8 93,0 89,2 4,6 9,0 98,4 94,8 SiO2 Al2O3 Fe2O3 P2O5 K2O CaO 43,0 86,7 73,1 63,8 81,8 80,7 89,0 23,8 29,9 60,9 45,4 58,5 43,9 29,2 7,0 10,8 95,4 91,0 1,6 5,2 1,34 2,04 1,08 0 0 0 0,3 0 0,4 0,2 2,2 4,3 3,6 0,6 0 0 0 5,8 0 0 1,49 3,19 2,79 2,09 3,29 1,49 1,29 1,49 1,59 1,29 3,69 3,09 1,19 2,19 1,19 0,50 2,39 1,09 1,49 1,49 3,3 0,9 3,3 9,5 1,2 2,3 0,6 6,4 8,8 8,4 2,0 1,0 1,6 5,8 7,9 4,8 0,6 0,4 19,0 16,4 22,2 2,0 5,4 8,3 4,1 5,0 3,5 21,0 12,2 9,9 3,8 0,5 10,2 15,7 21,4 31,2 2,5 0,5 19,2 20,3 6,4 2,6 5,1 5,2 3,8 5,5 1,7 11,2 25,1 3,8 20,6 17,5 12,2 16,6 24,4 18,2 0,8 0,5 17,7 23,2 Nguồn: Bùi Huy Hiên (2013) 1.1.2.Thực trạng sử dụng phế phụ phẩm nông nghiệp ở Việt Nam Như thực trạng phát sinh phế phụ phẩm nông nghiệp đã đưa ra ở mục 1.1.1, nguồn phế phụ phẩm nước ta tương đối dồi dào, tuy nhiên các giải pháp đã và đang được áp dụng trong tận thu phế phụ phẩm nông nghiệp chưa tương xứng với lượng phát sinh hiện nay. Trước đây, khi chưa cơ giới hóa trong nông nghiệp, các phế phẩm nông nghiệp như rơm, rạ, bẹ ngô… được tái sử dụng. Bẹ ngô được sử dụng làm chất đốt trong gia đình. Rơm và rạ vừa được sử dụng làm chất đốt, vừa được dùng làm thức ăn trong chăn nuôi đồng thời cũng được dùng làm nguyên liệu ủ phân hữu cơ… Người nông dân có thể tận dụng nguồn phế phẩm nông nghiệp vào nhiều mục đích khác nhau.Ngày nay, đời sống được nâng cao, nhu cầu ngày một tăng, áp lực dân số gây nên áp lực an ninh lương thực trên toàn cầu, các sản phẩm cung cấp cho nông nghiệp 8 ngày càng nhiều, nông nghiệp được cơ giới hóa, được chú trọng nhưng nó để lại không ít hệ quả ảnh hưởng tới môi trường đời sống con người. Con người không còn chú trọng đến việc tái sử dụng những phế phẩm nông nghiệp, vì thế những phế phẩm nông nghiệp này thường bị bỏ lại ngay tại đồng ruộng sau khi thu hoạch, thậm chí bị đốt ngay tại ruộng gây hậu quả nghiêm trọng tới môi trường đất, môi trường khí và ảnh hưởng các vấn đề nhân sinh xã hội khác. Do được cơ giới hóa, người dân dùng máy gặt, gặt lúa ngay trên đồng ruộng, sau đó chỉ việc mang lúa về. Phế phẩm từ lúa như rơm và rạ, người dân bỏ lại, thời gian sau sẽ đốt bỏ. Nhiều khi, người nông dân còn đốt rơm rạ cùng một lúc, hiện tượng khói lan tỏa khắp nơi vừa ảnh hưởng tới môi trường, vừa ảnh hưởng tới sức khỏe con người và thậm chí gây mất an toàn giao thông. Vấn đề đặt ra hiện nay làm thế nào giải quyết triệt để việc tái sử dụng phế phẩm nông nghiệp tạo sinh kế cho người nông dân đồng thời hạn chế mức độ ảnh hưởng tới môi trường. Theo kết quả khảo sát của Trịnh Sĩ Nam về các hình thức sử dụng phế phụ phẩm nông nghiệp ở Đồng bằng sông Hồng năm 2012, (Hình 1.3) cho thấy có 6 biện pháp xử lý phế phụ phẩm được người dân lựa chọn là: đốt trên đồng, vùi trong đất, làm giá thể trồng nấm, bán, chăn nuôi và cho người khác. Trong đó, tỷ lệ các hộ xử lý phế phụ phẩm sau thu hoạch bằng biện pháp đốt là 73,14%;vùi là 16,28%; làm giá thể trồng nấm là 3,46%; bán là 1,64%; chăn nuôi là 0,19% và cho người khác là 0,95%. Điều này cho thấy đốt phế phụ phẩm vẫn là biện pháp xử lý phổ biến nhất của nông hộ hiện nay, các hình thức sử dụng khác thì ít được phổ biến hơn. Tuy nhiên khuynh hướng sử dụng phế phụ phẩm trên đồng ruộng cũng có sự thay đổi ở các vụ trong năm phụ thuộc rất nhiều vào số vụ canh tác nông phẩm trong năm, yếu tố thời tiết cũng như điều kiện canh tác của từng nông hộ. Thường người dân đốt rơm ở vụ có có thời tiết thuận lợi, trời thường nắng nóng nên tỷ lệ phế phụ phẩm cháy khi đốt cao hơn và thời gian cháy 9 cũng nhanh hơn. Với vụ thời tiết không được thuận lợi có mưa nhiều tỷ lệ các hộ đốt rơm giảm, các hộ nông dân thường đốt phế phụ phẩm khi trời nắng và cày vùi phế phụ phẩm khi trời mưa. Theo tập quán canh tác, người dân đốt phế phụ phẩm để vệ sinh đồng ruộng chuẩn bị sản xuất vụ tiếp theo, đồng thời lượng tro sau khi đốt được làm phân để bón cho ruộng. 1.49% 0.86% 0.17% 14.88% 6.13% 3.15% 73.32% Bán Đốt Trồng nấm Vùi trên ruộng Cho Chăn nuôi Hình 1.3: Các hình thức sử dụng phế phụ phẩm phổ biến ở Đồng bằng sông Hồng năm 2012 Biện pháp phổ biến nhất hiện nay là đốt, cụ thể phế phụ phẩm sau khi thu hoạch được để lại trên đồng ruộng cho khô, sau đó người dân thu thành đống và đốt. Đây là cách xử lý nhanh nhất, đơn giản, giảm giá thành, không tốn nhiều công sức, đồng thời tiêu hủy mầm bệnh, không phải tuân theo quy định nghiệm ngặt trong hoạt động vận hành. Nhưng nó cũng có nhược điểm làm mất chất dinh dưỡng cho đất, gây ô nhiễm môi trường không khí nghiêm trọng, mất cacbon, gây hiệu ứng nhà kính, gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người, gây ra các bệnh về đường hô hấp và gây hiện tượng khói mù cản trở tầm nhìn của người điều khiển phương tiện giao thông. Vùi trực tiếp vào đất trên đồng ruộng cũng là giải pháp truyền thống được người nông dân áp dụng. Sau khi thu hoạch nông sản, phế phụ phẩm 10