Xử lý rơm rạ là một vấn đề quan trọng trong lĩnh vực nông nghiệp toàn cầu, đặc biệt là ở Trung Quốc, nơi cây trồng được trồng rộng rãi và rơm rạ được sản xuất với số lượng lớn. Nếu không được xử lý đúng cách, việc đốt rơm rạ không chỉ gây ô nhiễm không khí nghiêm trọng mà còn lãng phí nguồn tài nguyên hữu cơ quý giá.
Vậy thế nào là xử lý đúng cách? Từ xa xưa, những người nông dân Trung Quốc hay ở các nước có nền văn minh lúa nước Đông Nam châu Á, sau khi lúa thu hoạch xong thường đốt rạ ngay trên cánh đồng. Việc đốt ra có hai tác dụng: diệt sâu bệnh (bằng nhiệt độ cao) và bổ sung dưỡng chất cho đất.
Tuy nhiên, đó là cách làm thời xưa. Dưới đây là một số kiến thức khoa học phổ biến về các phương pháp khả thi khác ngoài việc đốt rơm:
1. Trả rơm về ruộng
@Nguyên tắc: Rơm rạ sau khi được nghiền nát sẽ được đưa trực tiếp ra đồng ruộng và sử dụng làm phân hữu cơ nhằm tăng hàm lượng chất hữu cơ và độ phì nhiêu của đất.
@Ưu điểm: Tăng độ phì cho đất, cải thiện cấu trúc đất, giảm sự phụ thuộc vào phân bón hóa học, tiết kiệm và thân thiện với môi trường.
@Thách thức: Khi trả rơm về ruộng cần có thiết bị cơ khí và hỗ trợ kỹ thuật tốt hơn. Việc trả rơm về ruộng quá nhiều cũng có thể gây ra các bệnh về đất hoặc các vấn đề khó phân hủy.
2. Phân rơm (compost)
@Nguyên tắc: Thông qua công nghệ ủ phân, rơm rạ được trộn với các vật liệu hữu cơ khác và chuyển hóa thành phân bón hữu cơ thông qua quá trình lên men vi sinh vật.
@Ưu điểm: Biến rác thải thành kho báu và phân hữu cơ được làm ra có thể cải tạo đất và thúc đẩy sự phát triển của cây trồng. Công nghệ ủ phân tương đối đơn giản và chi phí thấp.
@Thách thức: Quá trình ủ phân mất nhiều thời gian và cần có không gian cũng như sự quản lý nhất định. Nếu quá trình lên men không hoàn toàn có thể ảnh hưởng đến hiệu quả phân bón hoặc gây mùi hôi.
3. Biến rơm thành thức ăn chăn nuôi
@Nguyên tắc: Rơm rạ được chuyển hóa thành thức ăn chăn nuôi thông qua xử lý vật lý, hóa học hoặc sinh học để làm cho chất xơ dễ tiêu hóa hơn.
@Ưu điểm: Sử dụng rơm làm thức ăn cho gia súc, cừu và các động vật ăn cỏ khác giúp giảm chi phí thức ăn thô xanh và giải quyết vấn đề thải bỏ rơm rạ.
@Thách thức: Một số loại ống hút cây trồng (như rơm rạ) có hàm lượng chất xơ cao, khả năng tiêu hóa kém và cần được xử lý để tăng giá trị dinh dưỡng.
4. Biến rơm thành năng lượng
@Nguyên tắc: Chuyển đổi rơm rạ thành năng lượng thông qua các phương tiện kỹ thuật như phát điện rơm rạ, khí hóa rơm rạ, sản xuất khí sinh học rơm rạ, v.v.
@Ưu điểm: Chuyển đổi rơm rạ thành năng lượng tái tạo như điện, nhiệt hoặc khí sinh học. Giảm sự phụ thuộc vào năng lượng hóa thạch và đáp ứng yêu cầu bảo vệ môi trường.
@Thách thức: Đầu tư thiết bị lớn, công nghệ phức tạp và chi phí vận hành và bảo trì cao. Ngoài ra, việc thu gom, vận chuyển rơm rạ cũng đòi hỏi chi phí cao.
5. Sử dụng rơm rạ trong công nghiệp
@Nguyên tắc: Tận dụng đặc tính sợi của rơm rạ để chế biến các sản phẩm công nghiệp như ván sợi, bột giấy, vật liệu xây dựng thông qua gia công kỹ thuật.
@Ưu điểm: Sản xuất vật liệu xây dựng hoặc nguyên liệu thô công nghiệp thân thiện với môi trường, giảm việc sử dụng các nguồn tài nguyên không tái tạo như gỗ và tạo ra giá trị kinh tế.
@Thách thức: Công nghệ và thị trường cho các ứng dụng công nghiệp tương đối phức tạp và đòi hỏi đầu tư thiết bị và nền tảng công nghiệp nhất định.
6. Phân hủy sinh học rơm rạ (tinh chế sinh khối)
@Nguyên tắc: Chuyển đổi rơm rạ thành nhiên liệu sinh học, nguyên liệu hóa học thô hoặc các sản phẩm có giá trị gia tăng cao khác (như ethanol, xenlulo, v.v.) thông qua các biện pháp vi sinh hoặc hóa học.
@Ưu điểm: Xanh và thân thiện với môi trường, lượng khí thải ô nhiễm có thể giảm trong quá trình tinh chế sinh học và sản phẩm tạo ra có giá trị gia tăng cao.
@Thách thức: Hiện tại, công nghệ này vẫn đang được phát triển, yêu cầu về thiết bị và kỹ thuật cao, chi phí là chìa khóa để quảng bá.
7. Nhiên liệu than bánh rơm
@Nguyên lý: Rơm được nén cơ học thành khối nhiên liệu, dùng để thay thế nhiên liệu truyền thống (như than) trong sưởi ấm hoặc phát điện.
@Ưu điểm: Ít gây ô nhiễm trong quá trình đốt, hiệu quả sử dụng nguồn rơm rạ cao, than bánh dễ vận chuyển và bảo quản.
@Thách thức: Phương pháp này đòi hỏi phải đầu tư vào thiết bị và hệ thống giao thông tương ứng, đồng thời việc quảng bá nhiên liệu rơm rạ ra thị trường sẽ mất một khoảng thời gian nhất định.
8. Công nghệ than sinh học
@Nguyên tắc: Rơm rạ được chuyển hóa thành than sinh học thông qua công nghệ nhiệt phân. Biochar có thể dùng làm chất điều hòa đất và còn có thể dùng để hấp thụ các chất có hại.
@Ưu điểm: Than sinh học có thể nâng cao khả năng giữ nước của đất và cố định các nguyên tố cacbon, có lợi cho độ phì của đất và bảo vệ môi trường.
@Thách thức: Công nghệ và thiết bị nhiệt phân đòi hỏi chi phí cao, việc thúc đẩy và ứng dụng than sinh học vẫn đang được nghiên cứu liên tục.
Trên đây là những phương pháp xử lý chính hiện nay ngoại trừ đốt, nhưng tất cả các phương pháp đều gặp phải cùng một vấn đề: lợi ích kinh tế kém! Nếu không có đủ lợi ích kinh tế thì khó có thể áp dụng. Ngược lại, đốt truyền thống mang lại lợi ích kinh tế cao hơn hầu hết các phương pháp trước đây, ngoại trừ vấn đề lượng khí thải phát thải.
Chúng ta hãy xem lượng khí thải carbon dioxide nếu việc đốt rơm rạ được cho phép trên khắp Trung Quốc:
Nếu Trung Quốc cho phép đốt rơm rạ trên diện rộng, mức tăng phát thải CO₂ cụ thể sẽ phụ thuộc vào quy mô, loại hình và hiệu quả đốt rơm rạ. Hãy thử sử dụng một số dữ liệu để ước tính tác động của việc đốt rơm rạ đối với lượng khí thải carbon dioxide.
Lượng khí thải CO2 khi đốt rơm rạ
Thành phần hóa học của rơm rạ chủ yếu là cacbon, hydro, oxy và các nguyên tố khác. Trong điều kiện đốt cháy hoàn toàn, carbon (C) trong rơm kết hợp với oxy (O₂) để tạo ra carbon dioxide (CO₂).
Lượng CO₂ thải ra khi đốt được ước tính dựa trên hàm lượng carbon trong rơm rạ. Các loại rơm rạ khác nhau (như rơm rạ, rơm lúa mì, rơm ngô, v.v.) có hàm lượng carbon hơi khác nhau. Theo nghiên cứu, khoảng 1,46 tấn. Mỗi tấn rơm bị đốt sẽ thải ra CO₂.
Ước tính tác động của việc đốt rơm rạ đến lượng khí thải CO₂
Giả sử rằng 700 triệu tấn rơm rạ bị đốt mỗi năm và toàn bộ rơm rạ bị đốt cháy hoàn toàn, lượng khí thải CO₂ có thể được ước tính như sau:
Lượng khí thải CO₂ = 700 triệu tấn rơm x 1,46 tấn CO₂/tấn rơm = 1,022 tỷ tấn CO₂
Nói cách khác, nếu Trung Quốc đốt 700 triệu tấn rơm mỗi năm, lượng khí thải carbon dioxide sẽ tăng lên khoảng 1,022 tỷ tấn.
So sánh với lượng khí thải CO₂ tổng thể của Trung Quốc
Theo dữ liệu phát thải carbon dioxide của Trung Quốc trong những năm gần đây, tổng lượng phát thải hàng năm của Trung Quốc là khoảng 10 tỷ tấn. Giả sử 700 triệu tấn rơm bị đốt cháy hoàn toàn, lượng khí thải CO₂ tăng lên (1,022 tỷ tấn) sẽ chiếm khoảng 10% tổng lượng khí thải hàng năm của Trung Quốc. Đây là lượng phát thải đáng kể có thể gây tác động đáng kể đến chất lượng không khí và biến đổi khí hậu.
Các tác động và mối nguy hiểm môi trường khác
Ngoài carbon dioxide, việc đốt rơm rạ còn thải ra một loạt chất ô nhiễm khác như:
Vì vậy, nếu việc đốt rơm rạ được cho phép sẽ là chuyện không nhỏ đối với toàn xã hội Trung Quốc, thậm chí là cả nhân loại. Trong khi ngân sách nước này chi hàng chục tỉ đô la để cải thiện chất lượng không khí trong thập kỷ qua, thì việc cho phép đốt rơm rạ chẳng khác nào tay viết tay xoá, tiền chi cho cải thiện môi trường đổ ra sông ra biển!
Vấn đề đốt rơm rạ này, thiết nghĩ cũng cần áp dụng cấm ở ta, các bác nghĩ có nên không?
Vậy thế nào là xử lý đúng cách? Từ xa xưa, những người nông dân Trung Quốc hay ở các nước có nền văn minh lúa nước Đông Nam châu Á, sau khi lúa thu hoạch xong thường đốt rạ ngay trên cánh đồng. Việc đốt ra có hai tác dụng: diệt sâu bệnh (bằng nhiệt độ cao) và bổ sung dưỡng chất cho đất.
Tuy nhiên, đó là cách làm thời xưa. Dưới đây là một số kiến thức khoa học phổ biến về các phương pháp khả thi khác ngoài việc đốt rơm:
1. Trả rơm về ruộng
@Nguyên tắc: Rơm rạ sau khi được nghiền nát sẽ được đưa trực tiếp ra đồng ruộng và sử dụng làm phân hữu cơ nhằm tăng hàm lượng chất hữu cơ và độ phì nhiêu của đất.
@Ưu điểm: Tăng độ phì cho đất, cải thiện cấu trúc đất, giảm sự phụ thuộc vào phân bón hóa học, tiết kiệm và thân thiện với môi trường.
@Thách thức: Khi trả rơm về ruộng cần có thiết bị cơ khí và hỗ trợ kỹ thuật tốt hơn. Việc trả rơm về ruộng quá nhiều cũng có thể gây ra các bệnh về đất hoặc các vấn đề khó phân hủy.
2. Phân rơm (compost)
@Nguyên tắc: Thông qua công nghệ ủ phân, rơm rạ được trộn với các vật liệu hữu cơ khác và chuyển hóa thành phân bón hữu cơ thông qua quá trình lên men vi sinh vật.
@Ưu điểm: Biến rác thải thành kho báu và phân hữu cơ được làm ra có thể cải tạo đất và thúc đẩy sự phát triển của cây trồng. Công nghệ ủ phân tương đối đơn giản và chi phí thấp.
@Thách thức: Quá trình ủ phân mất nhiều thời gian và cần có không gian cũng như sự quản lý nhất định. Nếu quá trình lên men không hoàn toàn có thể ảnh hưởng đến hiệu quả phân bón hoặc gây mùi hôi.
3. Biến rơm thành thức ăn chăn nuôi
@Nguyên tắc: Rơm rạ được chuyển hóa thành thức ăn chăn nuôi thông qua xử lý vật lý, hóa học hoặc sinh học để làm cho chất xơ dễ tiêu hóa hơn.
@Ưu điểm: Sử dụng rơm làm thức ăn cho gia súc, cừu và các động vật ăn cỏ khác giúp giảm chi phí thức ăn thô xanh và giải quyết vấn đề thải bỏ rơm rạ.
@Thách thức: Một số loại ống hút cây trồng (như rơm rạ) có hàm lượng chất xơ cao, khả năng tiêu hóa kém và cần được xử lý để tăng giá trị dinh dưỡng.
4. Biến rơm thành năng lượng
@Nguyên tắc: Chuyển đổi rơm rạ thành năng lượng thông qua các phương tiện kỹ thuật như phát điện rơm rạ, khí hóa rơm rạ, sản xuất khí sinh học rơm rạ, v.v.
@Ưu điểm: Chuyển đổi rơm rạ thành năng lượng tái tạo như điện, nhiệt hoặc khí sinh học. Giảm sự phụ thuộc vào năng lượng hóa thạch và đáp ứng yêu cầu bảo vệ môi trường.
@Thách thức: Đầu tư thiết bị lớn, công nghệ phức tạp và chi phí vận hành và bảo trì cao. Ngoài ra, việc thu gom, vận chuyển rơm rạ cũng đòi hỏi chi phí cao.
5. Sử dụng rơm rạ trong công nghiệp
@Nguyên tắc: Tận dụng đặc tính sợi của rơm rạ để chế biến các sản phẩm công nghiệp như ván sợi, bột giấy, vật liệu xây dựng thông qua gia công kỹ thuật.
@Ưu điểm: Sản xuất vật liệu xây dựng hoặc nguyên liệu thô công nghiệp thân thiện với môi trường, giảm việc sử dụng các nguồn tài nguyên không tái tạo như gỗ và tạo ra giá trị kinh tế.
@Thách thức: Công nghệ và thị trường cho các ứng dụng công nghiệp tương đối phức tạp và đòi hỏi đầu tư thiết bị và nền tảng công nghiệp nhất định.
6. Phân hủy sinh học rơm rạ (tinh chế sinh khối)
@Nguyên tắc: Chuyển đổi rơm rạ thành nhiên liệu sinh học, nguyên liệu hóa học thô hoặc các sản phẩm có giá trị gia tăng cao khác (như ethanol, xenlulo, v.v.) thông qua các biện pháp vi sinh hoặc hóa học.
@Ưu điểm: Xanh và thân thiện với môi trường, lượng khí thải ô nhiễm có thể giảm trong quá trình tinh chế sinh học và sản phẩm tạo ra có giá trị gia tăng cao.
@Thách thức: Hiện tại, công nghệ này vẫn đang được phát triển, yêu cầu về thiết bị và kỹ thuật cao, chi phí là chìa khóa để quảng bá.
7. Nhiên liệu than bánh rơm
@Nguyên lý: Rơm được nén cơ học thành khối nhiên liệu, dùng để thay thế nhiên liệu truyền thống (như than) trong sưởi ấm hoặc phát điện.
@Ưu điểm: Ít gây ô nhiễm trong quá trình đốt, hiệu quả sử dụng nguồn rơm rạ cao, than bánh dễ vận chuyển và bảo quản.
@Thách thức: Phương pháp này đòi hỏi phải đầu tư vào thiết bị và hệ thống giao thông tương ứng, đồng thời việc quảng bá nhiên liệu rơm rạ ra thị trường sẽ mất một khoảng thời gian nhất định.
8. Công nghệ than sinh học
@Nguyên tắc: Rơm rạ được chuyển hóa thành than sinh học thông qua công nghệ nhiệt phân. Biochar có thể dùng làm chất điều hòa đất và còn có thể dùng để hấp thụ các chất có hại.
@Ưu điểm: Than sinh học có thể nâng cao khả năng giữ nước của đất và cố định các nguyên tố cacbon, có lợi cho độ phì của đất và bảo vệ môi trường.
@Thách thức: Công nghệ và thiết bị nhiệt phân đòi hỏi chi phí cao, việc thúc đẩy và ứng dụng than sinh học vẫn đang được nghiên cứu liên tục.
Trên đây là những phương pháp xử lý chính hiện nay ngoại trừ đốt, nhưng tất cả các phương pháp đều gặp phải cùng một vấn đề: lợi ích kinh tế kém! Nếu không có đủ lợi ích kinh tế thì khó có thể áp dụng. Ngược lại, đốt truyền thống mang lại lợi ích kinh tế cao hơn hầu hết các phương pháp trước đây, ngoại trừ vấn đề lượng khí thải phát thải.
Chúng ta hãy xem lượng khí thải carbon dioxide nếu việc đốt rơm rạ được cho phép trên khắp Trung Quốc:
Nếu Trung Quốc cho phép đốt rơm rạ trên diện rộng, mức tăng phát thải CO₂ cụ thể sẽ phụ thuộc vào quy mô, loại hình và hiệu quả đốt rơm rạ. Hãy thử sử dụng một số dữ liệu để ước tính tác động của việc đốt rơm rạ đối với lượng khí thải carbon dioxide.
Sản lượng rơm hàng năm của Trung Quốc
Trung Quốc là một nước nông nghiệp rộng lớn và cây trồng tạo ra một lượng lớn rơm mỗi năm. Theo thống kê, Trung Quốc sản xuất khoảng 700 triệu đến 900 triệu tấn rơm mỗi năm.Lượng khí thải CO2 khi đốt rơm rạ
Thành phần hóa học của rơm rạ chủ yếu là cacbon, hydro, oxy và các nguyên tố khác. Trong điều kiện đốt cháy hoàn toàn, carbon (C) trong rơm kết hợp với oxy (O₂) để tạo ra carbon dioxide (CO₂).
Lượng CO₂ thải ra khi đốt được ước tính dựa trên hàm lượng carbon trong rơm rạ. Các loại rơm rạ khác nhau (như rơm rạ, rơm lúa mì, rơm ngô, v.v.) có hàm lượng carbon hơi khác nhau. Theo nghiên cứu, khoảng 1,46 tấn. Mỗi tấn rơm bị đốt sẽ thải ra CO₂.
Ước tính tác động của việc đốt rơm rạ đến lượng khí thải CO₂
Giả sử rằng 700 triệu tấn rơm rạ bị đốt mỗi năm và toàn bộ rơm rạ bị đốt cháy hoàn toàn, lượng khí thải CO₂ có thể được ước tính như sau:
Lượng khí thải CO₂ = 700 triệu tấn rơm x 1,46 tấn CO₂/tấn rơm = 1,022 tỷ tấn CO₂
Nói cách khác, nếu Trung Quốc đốt 700 triệu tấn rơm mỗi năm, lượng khí thải carbon dioxide sẽ tăng lên khoảng 1,022 tỷ tấn.
So sánh với lượng khí thải CO₂ tổng thể của Trung Quốc
Theo dữ liệu phát thải carbon dioxide của Trung Quốc trong những năm gần đây, tổng lượng phát thải hàng năm của Trung Quốc là khoảng 10 tỷ tấn. Giả sử 700 triệu tấn rơm bị đốt cháy hoàn toàn, lượng khí thải CO₂ tăng lên (1,022 tỷ tấn) sẽ chiếm khoảng 10% tổng lượng khí thải hàng năm của Trung Quốc. Đây là lượng phát thải đáng kể có thể gây tác động đáng kể đến chất lượng không khí và biến đổi khí hậu.
Các tác động và mối nguy hiểm môi trường khác
Ngoài carbon dioxide, việc đốt rơm rạ còn thải ra một loạt chất ô nhiễm khác như:
- Carbon monoxide (CO): Được giải phóng trong quá trình đốt cháy không hoàn toàn và có hại cho chất lượng không khí.
- Nitơ oxit (NOx), hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC), chất dạng hạt (PM2.5 và PM10): Các chất này là nguyên nhân chính gây ra khói mù, ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng không khí và sức khỏe con người.
- Khói và các mối nguy hiểm khác đối với giao thông có thể gây nguy hiểm trực tiếp đến tính mạng và tài sản của nhiều du khách.
Vì vậy, nếu việc đốt rơm rạ được cho phép sẽ là chuyện không nhỏ đối với toàn xã hội Trung Quốc, thậm chí là cả nhân loại. Trong khi ngân sách nước này chi hàng chục tỉ đô la để cải thiện chất lượng không khí trong thập kỷ qua, thì việc cho phép đốt rơm rạ chẳng khác nào tay viết tay xoá, tiền chi cho cải thiện môi trường đổ ra sông ra biển!
Vấn đề đốt rơm rạ này, thiết nghĩ cũng cần áp dụng cấm ở ta, các bác nghĩ có nên không?
