BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU VIỆC SỬ DỤNG RƠM, RẠ TẠO RA CÁC SẢN PHẨM MÔI TRƯỜNG Ngành: MÔI TRƯỜNG Chuyên ngành: CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Giảng viên hướng dẫn : GS.TS. HOÀNG HƯNG Sinh viên thực hiện : NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN MSSV: 1091081115 Lớp: 10HMT2 TP. Hồ Chí Minh, 2012 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài “nghiên cứu việc sử dụng rơm, rạ tạo ra các sản phẩm môi trường” là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cám ơn. Số liệu và kết quả trình bày trong luận văn được chỉ rõ nguồn trích dẫn, và trong danh mục tài liệu tham khảo. Và tôi xin chịu trách nhiệm về đề tài này. Tác giả luận văn Nguyễn Thị Ngọc Yến LỜI CẢM ƠN Tác giả luận văn xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới: - GS. TS Hoàng Hưng đã hướng dẫn tận tình, chỉ bảo cặn kẽ tác giả trong suốt quá trình hoàn thành luận văn này. - Tập thể các thầy giáo, cô giáo trong Khoa môi trường và công nghệ sinh học – Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ TP. Hồ Chí Minh đã trực tiếp đóng góp và tạo điều kiện thuận lợi giúp tác giả hoàn thành luận văn. - Cảm ơn các đồng nghiệp, những người thân đã giúp đỡ tôi tận tình trong quá trình thực hiện luân văn. Tuy nhiên do điều kiện nghiên cứu còn hạn chế, kiến thức còn chưa sâu, kinh nghiệm còn chưa có cùng với thời gian có hạn nên luận văn không tránh khỏi nhiều thiếu sót. Mong thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp thông cảm và giúp đỡ tác giả để luận văn được hoàn thiện hơn. Một lần nữa xin trân thành cảm ơn! Tác giả luận văn Nguyễn Thị Ngọc Yến Nghiên cứu việc sử dụng rơm, rạ tạo ra các sản phẩm môi trường Trang 1 CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Tr ước nay nhiều người vẫn nghĩ, rơm rạ là sản phẩm cuối cùng của cây lúa, không có giá trị sử dụng và thường chỉ để bỏ đi. Ngược lại với suy nghĩ ấy, rơm gắn liền với đời sống của người dân Việt Nam từ hàng nghìn đời nay. Rơm cũng tạo nên nét đẹp rất riêng của làng quê Việt Nam qua hình tượng cây rơm, mái rạ. Hình tượng đó đã đi sâu vào tâm thức mỗi người Việt Nam. Từ xưa đến nay, rơm rạ luôn là sản phẩm rất hữu ích. Nó là nguồn nhiên liệu, nguyên liệu cho rất nhiều lĩnh vực sản xuất và là vật phẩm phục vụ muôn mặt đời sống sinh hoạt của người dân. Rơm rạ chiếm khoảng một nửa sản lượng của cây ngũ cốc, như lúa mạch, lúa mì và lúa gạo. Trong trường hợp ở nước ta, thì rơm rạ chủ yếu phát sinh từ cây lúa nước. Đã có lúc rơm rạ được coi là một loại sản phẩm phụ hữu ích thu hoạch được, nhưng do nhu cầu về lương thực mà sản lượng lúa ngày càng gia tăng, cùng với đó là nguồn rơm rạ không thể tận dụng hết, nên rơm rạ đã trở thành một nguồn phế thải khó xử lý trong nông nghiệp. Ngành nông nghiệp cũng gây ra nhiều tác động môi trường trong quá trình sản xuất và chế biến, trong đó có rơm, rạ là một trong những yếu tố đó. Việc đốt rơm, rạ chẳng những lãng phí nguồn nhiên nguyên liệu mà còn gây ô nhiễm môi trường, mất an toàn giao thông. Do người dân chất rơm thành đống, phơi rơm tràn lan khắp mặt đường, đốt rơm tạo ra làn khói nghi ngút che mất tầm nhìn của người đi đường gây ra nhiều vụ tai nạn giao thông. Vào vụ mùa thu hoạch có rất nhiều người dân tuốt lúa ngay trên mặt đường, sau đó lại chất những đống rơm to, chờ một vài ngày sau hanh khô thì đốt ngay tại chỗ. Cuộc sống bây giờ khá giả hơn trước, nhà nào cũng đầy đủ bếp ga, bếp điện, chẳng còn mấy nhà thu rơm về nhà để đun. Đó là chưa kể việc vận chuyển về nhà, Nghiên cứu việc sử dụng rơm, rạ tạo ra các sản phẩm môi trường Trang 2 phơi hong không những không có diện tích mà còn tốn nhiều công sức. Hiện tượng đốt rơm rạ tràn lan ngày càng gây ra những ảnh hưởng không tốt. Theo các nhà y học, khói bụi khi đốt rơm, rạ làm ô nhiễm không khí, gây tác hại lớn đối với sức khỏe con người. Trẻ em, người già, và người có bệnh hô hấp, bệnh mạn tính, dễ bị ảnh hưởng nhất. Sử dụng rơm, rạ đúng cách để tạo ra các thành phẩm giảm thiểu được khối lượng lớn rác thải sau mỗi mùa màng, cũng như giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Hầu hết các nước đã và đang tìm kiếm các phương pháp tận dụng rơm, rạ và xử lý theo cách an toàn, thân thiện với môi trường. Một trong những phương pháp tận dụng rơm, rạ là trồng nấm rơm; sản xuất phân bón từ rơm, rạ; sử dụng rơm, rạ cho sản xuất năng lượng, gồm nhiên liệu sinh khối rắn; sử dụng làm vật liệu xây dựng. Ở các nước trên thế giới, rơm rạ ngày càng được áp dụng phổ biến làm vật liệu hữu ích, xây dựng nên những ngôi nhà đẹp như trong chuyện cổ tích. Xuất phát từ thực tiễn trên tác giả chọn đề tài: “Nghiên cứu về việc sử dụng rơm rạ tạo ra các sản phẩm môi trường”. 1.2. Lý do chọn đề tài Nước ta là một nước nông nghiệp. Có thể nói rơm, rạ đối với nước ta là nguồn tài nguyên quý giá. Sự lãng phí nguồn tài nguyên, cùng với ô nhiễm môi trường do việc sử dụng rơm rạ không đúng cách như hiện nay ở nước ta đang dần trở thành mối quan tâm của xã hội. Vì vậy, tác giả chọn đề tài: “Nghiên cứu về việc sử dụng rơm rạ tạo ra các sản phẩm môi trường”. 1.3. Đối tượng nghiên cứu Luận văn chỉ tập trung nghiên cứu về việc sử dụng rơm rạ tạo ra các sản phẩm môi trường. 1.4. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu việc sử dụng rơm, rạ tạo ra các sản phẩm môi trường Trang 3 Tác giả chọn đề tài nhằm tìm hiểu về rơm, các thành phần, tính chất của rơm. Nghiên cứu việc sử dụng rơm, rạ để tạo ra các sản phẩm môi trường. Hướng người dân, đến hạn chế việc sử dụng rơm không đúng cách gây ô nhiễm môi trường và lãng phí tài nguyên. Góp phần đưa ra một số đề xuất sử dụng hợp lý và hiệu quả nguồn rơm rạ, để tạo ra các sản phẩm môi trường. 1.5. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp luận Đề tài được nghiên cứu trên cơ sở các phương pháp: - Phương pháp thu thập tổng hợp các thông tin cần thiết có liên quan đến quản lý môi trường tại khu công nghiệp, nhà máy. Các thông tin có thể được thu thập từ các cơ quan chức năng (số liệu thống kê, văn bản pháp quy…) kết hợp với việc nghiên cứu các tài liệu đã được tiếp xúc trong quá trình ngồi trên ghế nhà trường. Ngoài ra, thông tin còn có thể thu thập được qua sách báo, qua nguồn tra cứu trên mạng. - Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Tìm hiểu nghiên cứu các văn bản, các tài liệu liên quan đến vấn đề nghiên cứu. - Phương pháp phân tích, đánh giá tổng hợp: Trên cơ sở các kết quả có được do khảo sát, thu thập tài liệu liên quan từ các nguồn khác nhau, phân tích đánh giá tổng hợp các thông tin thu thập được để đưa ra các lý luận, giải thích các nguyên nhân và rút ra kết luận. - Phương pháp sàng lọc: Dựa trên những kiến thức được học, những thông tin có sẵn và những kết luận được rút ra để đưa ra những đề xuất thích hợp. 1.6. Giới hạn của đề tài Căn cứ vào giới hạn không gian và thời gian: Đề tài chỉ giới hạn trong việc nghiên cứu về việc sử dụng rơm rạ tạo ra các sản phẩm môi trường. Nghiên cứu việc sử dụng rơm, rạ tạo ra các sản phẩm môi trường Trang 4 1.7. Kết cấu luận văn Ngoài phần mở đầu và kết luận, nội dung của luận văn bao gồm 4 chương: - Chương 1: Mở đầu - Chương 2: Giới thiệu chung về rơm - Chương 3: Tổng quan nghiên cứu về việc sử dụng rơm, rạ tạo ra các sản phẩm môi trường - Chương 4: Một số quy trình sử dụng rơm, rạ làm phân hữu cơ từ các chế phẩm sinh học Nghiên cứu việc sử dụng rơm, rạ tạo ra các sản phẩm môi trường Trang 5 CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ RƠM 2.1. Giới thiệu chung về rơm Rơm là các loại cây lúa (lúa nước, lúa mì) hoặc là các loại cỏ, cây họ đậu hay cây thân thảo. Rơm rạ là nguồn phế thải trong nông nghiệp. Rơm rạ chiếm khoảng một nửa sản lượng của cây ngũ cốc, như lúa mạch, lúa mì và lúa gạo. Thông thường rơm được lấy từ nguồn các loại cây lúa mì, lúa nước sau khi thu hoạch phần hạt còn lại phần lá. Hình 2.1. Hình cây rơm (Nguồn: www.yeumoitruong.com) Trên cánh đồng hay các ruộng lúa, sau khi thu hoạch xong phần hoa lợi của các loại cây lương thực, phần rơm sẽ được gom và dồn lại thành từng đống rơm hay ụ rơm để ủ rơm. Thông thường sau mỗi vụ thu hoạch sẽ có những người chuyên làm nghề cào rơm, thu gom rơm chất đống để sử dụng gọi là cây rơm, khi sử dụng thì người ta sẽ rút từng bó rơm ra. Hình ảnh một ụ rơm bênh cạnh một ngôi nhà tranh trên cánh đồng hoặc ruộng lúa nơi có những trẻ em hay nô đùa, chơi trò ú tim xung quanh cây rơm thường là một biểu tượng đẹp về hình ảnh của một đồng quê thanh bình. Rơm rạ có thể chiếm từ 50 đến 70% tổng sản lượng sản xuất của mỗi hecta trồng lúa, tùy theo tỉ số thu hoạch của từng giống lúa (tổng số lượng hạt khô trên tổng số lượng các chất khô sau khi thu hoạch gồm cả hạt và cây lúa). Tỉ số thu hoạch của giống lúa cổ truyền từ 0,2 đến 0,3 và giống lúa cải tiến 0,4 - 0,5. Giống lúa cổ truyền có thể sản xuất đến 70% rơm rạ và chỉ có 30% hoặc ít hơn cho hạt lúa, còn các giống lúa cải tiến cho rơm rạ khoảng 50-60% tổng sản lượng chất khô. Nghiên cứu việc sử dụng rơm, rạ tạo ra các sản phẩm môi trường Trang 6 Cuộc điều nghiên của FAO cho biết rằng sử dụng rơm rạ có tính cách cổ truyền, thích ứng cho nhu cầu của người dân nông thôn. 2.2. Thành phần và tính chất của rơm rạ Thành phần hóa học của rơm rạ tính theo khối lượng khô gồm xenluloza (cellulose) - 60%, linhin (lignin) - 14%, đạm hữu cơ (protein) - 3,4%, chất béo (lipid) - 1,9%. Nếu tính theo nguyên tố thì carbon (C) chiếm 44%, hyđrô (H) - 5%. Oxygen (O) - 49%, N - khoảng 0,92%, một lượng rất nhỏ phốtpho (P), lưu huỳnh (S) và kali (K). Khi đốt phần C, H, O biến hết thành các khí CO 2 , CO và hơi nước. Protein bị phân hủy và biến thành các khí NO 2 , SO 2 … bay lên. Trong phần tro chỉ còn sót lại chút ít P, K, Ca và Si…, nghĩa là giá trị về mặt khoáng chất cũng như chất hữu cơ không còn giúp ích gì mấy cho cây trồng. Đấy là một sự lãng phí rất lớn. Rơm rạ là nguồn chất hữu cơ khổng lồ, chúng chiếm đến 50% trọng lượng của cây lúa. Vì vậy mỗi ha trồng lúa có đến 10 - 12 tấn rơm rạ. Không thể bỏ phí nguồn hữu cơ quan trọng như vậy. Thành phần các chất gây ô nhiễm không khí do đốt rơm, rạ, tác động đến sức khỏe con người là hydrocacbon thơm đa vòng (viết tắt là PAH); dibenzo-p-dioxin clo hoá (PCDDs), và dibenzofuran clo hoá (PCDFs), là các dẫn xuất của dioxin rất độc hại, có thể là tiềm ẩn gây ung thư. Hàm lượng tro (oxit silic) cao từ 9 đến 14%. Đó là điều gây cản trở việc xử dụng rơm, rạ một cách kinh tế. Thành phần licnoxenlulozơ trong rơm, rạ gây khó phân hủy sinh học. 2.3. Hiện trạng sử dụng rơm rạ tại Vi ệt Nam và các nước trên thế giới Vài năm trở lại đây, tình trạng đốt rơm, rạ diễn ra ngày càng phổ biến sau mùa gặt, gây ra những ảnh hưởng tiêu cực không nhỏ đến môi trường và sức khỏe Nghiên cứu việc sử dụng rơm, rạ tạo ra các sản phẩm môi trường Trang 7 của người dân. Ô nhiễm môi trường vì đốt rơm, rạ ngoài trời. Với khoảng 4 triệu hecta đất trồng lúa, hàng năm lượng rơm rạ thải ra lên tới 76 triệu tấn. Con số này tương đương 20 triệu tấn dầu, nếu đốt bỏ sẽ gây lãng phí nguồn tài nguyên quý giá. Do đó, việc sử dụng rơm rạ đúng mục đích, không chỉ giúp cải tạo đất, nâng cao hiệu quả kinh tế trong sản xuất nông nghiệp mà còn hạn chế ô nhiễm môi trường. Việc đốt rơm, rạ sau mỗi vụ thu hoạch đang là hiện tượng phổ biến ở nhiều nơi, vừa gây ô nhiễm môi trường vừa hết sức lãng phí. Hình 2.2. Gom và đốt rơm (Nguồn: www.yeumoitruong.com) Ở nước ta rơm được sử dụng: Trong sinh hoạt đời sống hàng ngày Cho đến nay, rơm rạ vẫn là chất đốt chủ yếu dùng để đun nấu ở nhiều vùng nông thôn. Thậm chí, rơm còn là nguyên liệu để giúp chế biến thức ăn được ngon hơn. Rơm còn là nguyên liệu để sản xuất ra những vật dụng sinh hoạt: Chổi rơm quét nhà, mũ rơm đội đầu [...]... nhỏ, việc cày vùi không dễ dàng gì, hơn nữa còn vì thời vụ khít nhau nên không đủ thời gian để phân hủy rơm rạ sau khi cày vùi Và nông dân hiểu nhầm là đốt rơm rạ sẽ có tro để bón ruộng Đó là nhận thức cực kỳ sai lầm mà không có ai giải thích cho nông dân Trang 11 Nghiên cứu việc sử dụng rơm, rạ tạo ra các sản phẩm môi trường CHƯƠNG 3 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ VIỆC SỬ DỤNG RƠM, RẠ TẠO RA CÁC SẢN PHẨM MÔI... dùng làm phụ gia cho sản xuất xi măng hay dùng xử lý nước bị nhiễm sắt (công trình nghiên cứu của học sinh Phùng Thủy Tiên, lớp Hóa Trang 8 Nghiên cứu việc sử dụng rơm, rạ tạo ra các sản phẩm môi trường K19, Trường THPT chuyên Thái Nguyên đã đạt giải 3 cuộc thi quốc gia về "Cải thiện việc sử dụng và bảo vệ nguồn nước" lần thứ 6) Rơm lúa được sử dụng phổ biến trong chăn nuôi trâu bò ở các nước nhiệt đới... Trang 22 Nghiên cứu việc sử dụng rơm, rạ tạo ra các sản phẩm môi trường ( . dân. Nghiên cứu việc sử dụng rơm, rạ tạo ra các sản phẩm môi trường Trang 12 CHƯƠNG 3. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU VỀ VIỆC SỬ DỤNG RƠM, RẠ TẠO RA CÁC SẢN PHẨM MÔI TRƯỜNG 3.1. Sử dụng rơm rạ. Đề tài chỉ giới hạn trong việc nghiên cứu về việc sử dụng rơm rạ tạo ra các sản phẩm môi trường. Nghiên cứu việc sử dụng rơm, rạ tạo ra các sản phẩm môi trường Trang 4 1.7. Kết cấu luận. ra các sản phẩm môi trường . 1.3. Đối tượng nghiên cứu Luận văn chỉ tập trung nghiên cứu về việc sử dụng rơm rạ tạo ra các sản phẩm môi trường. 1.4. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu việc