Đồ án Nghiên cứu sản xuất compost từ chất hữu cơ trong chất thải rắn sinh hoạt thành phố Hồ Chí Minh

iêu chuẩn về mầm bệnh. Nhiệt độ trong luống ủ có thể điều chỉnh bằng nhiều cách khác nhau như hiệu chỉnh tốc độ thổi khí và độ ẩm, cô lập khối ủ với môi trường bên ngoài bằng cách che phủ hợp lý. Độ ẩm Độ ẩm (nước) là một yếu tố cần thiết cho hoạt động của vi sinh vật trong quá trình chế biến phân hữu cơ. Vì nước cần thiết cho quá trình hoà tan dinh dưỡng vào nguyên sinh chất của tế bào. Độ ẩm tối ưu cho quá trình ủ phân CTR nằm trong khoảng 50-60%. Các vi sinh vật đóng vai trò quyết định trong quá trình phân hủy CTR thường tập trung tại lớp nước mỏng trên bề mặt của phân tử CTR. Nếu độ ẩm quá nhỏ ( 65%) thì quá trình phân hủy sẽ chậm lại, sẽ chuyển sang chế độ phân hủy kỵ khí vì quá trình thổi khí bị cản trở do hiện tượng bít kín các khe rỗng không cho không khí đi qua, gây mùi hôi, rò rỉ chất dinh dưỡng và lan truyền vi sinh vật gây bệnh . Độ ẩm ảnh hưởng đến sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình ủ vì nước có nhiệt dung riêng cao hơn tất cả các vật liệu khác. Độ ẩm thấp có thể điều chỉnh bằng cách thêm nước vào. Độ ẩm cao có thể điều chỉnh bằng cách trộn với vật liệu độn có độ ẩm thấp hơn như: mạt cưa, rơm rạ… Thông thường độ ẩm của phân bắc, bùn và phân động vật thường cao hơn giá trị tối ưu, do đó cần bổ sung các chất phụ gia để giảm độ ẩm đến giá trị cần thiết. Đối với hệ thống sản xuất phân hữu cơ liên tục, độ ẩm có thể khống chế bằng cách tuần hoàn sản phẩm phân hữu cơ như sơ đồ: Kích thước hạt Kích thước hạt ảnh hưởng lớn đến tốc độ phân hủy. Quá trình phân hủy hiếu khí xảy ra trên bề mặt hat, hạt có kích thước nhỏ sẽ có tổng diện tích bề mặt lớn nên sẽ tăng sự tiếp xúc với oxy, gia tăng vận tốc phân hủy. Tuy nhiên, nếu kích thước hạt quá nhỏ và chặt làm hạn chế sự lưu thông khí trong đống ủ, điều này sẽ làm giảm oxy cần thiết cho các vi sinh vật trong đống ủ và giảm mức độ hoạt tính của vi sinh vật. Ngược lại, hạt có kích thước quá lớn sẽ có độ xốp cao và tạo ra các rãnh khí làm cho sự phân bố khí không đều, không có lợi cho quá trình chế biến phân hữu cơ. Đường kính hạt tối ưu cho quá trình chế biến khoảng 3 – 50mm. Kích thước hạt tối ưu có thể đạt được bằng nhiều cách như cắt, nghiền và sàng vật liệu thô ban đầu. CTR đô thị và CTR công nghiệp phải được nghiền đến kích thước thích hợp trước khi làm phân. Phân bắc, bùn và phân động vật thường có kích thước hạt mịn, thích hợp cho quá trình phân hủy sinh học. Độ xốp Độ xốp là một yếu tố quan trọng trong quá trình chế biến phân hữu cơ. Độ xốp tối ưu sẽ thay đổi tuỳ theo loại vật liệu chế biến phân. Thông thường, độ xốp cho quá trình chế biến diễn ra tốt khoảng 35 – 60%, tối ưu là 32 – 36%. Độ xốp của CTR ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình cung cấp oxy cần thiết cho sự trao đổi chất, hô hấp của các vi sinh vật hiếu khí và sự oxy hóa các phần tử hữu cơ hiện diện trong các vật liệu ủ. Độ xốp thấp sẽ hạn chế sự vận chuyển oxy, nên hạn chế sự giải phóng nhiệt và làm tăng nhiệt độ trong khối ủ. Ngược lại, độ xốp cao có thể dẫn tới nhiệt độ trong khối ủ thấp, mầm bệnh không bị tiêu diệt. Độ xốp có thể được điều chỉnh bằng cách sử dụng vật liệu tạo cấu trúc với tỉ lệ trộn hợp lý. Kích thước và hình dạng của hệ thống ủ phân rác Kích thước và hình dạng của các đống ủ có ảnh hưởng đến sự kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm cũng như khả năng cung cấp oxy. Thổi khí Khối ủ được cung cấp không khí từ môi trường xung quanh để vi sinh vật sử dụng cho sự phân hủy chất hữu cơ, cũng như làm bay hơi nước và giải phóng nhiệt. Nếu khí không được cung cấp đầy đủ thì trong khối ủ có thể có những vùng kị khí, gây mùi hôi. Lượng không khí cung cấp cho khối phân hữu cơ có thể thực hiện bằng cách: Đảo trộn. Cắm ống tre. Thải chất thải từ tầng lưu chứa trên cao xuống thấp. Thổi khí. Quá trình đảo trộn cung cấp khí không đủ theo cân bằng tỉ lượng. Điều kiện hiếu khí chỉ thỏa mãn đối với lớp trên cùng, các lớp bên trong hoạt động trong môi trường tuỳ tiện hoặc kị khí. Do đó, tốc độ phân hủy giảm và thời gian cần thiết để quá trình ủ phân hoàn tất bị kéo dài. Cấp khí bằng phương pháp thổi khí đạt hiệu quả phân hủy cao nhất. Tuy nhiên, lưu lượng khí phải được khống chế thích hợp. Nếu cấp quá nhiều khí sẽ dẫn đến chi phí cao và gây mất nhiệt của khối phân, kéo theo sản phẩm không đảm bảo an toàn vì có thể chứa vi sinh vật gây bệnh. Khi pH của môi trường trong khối phân lớn hơn 7, cùng với quá trình thổi khí sẽ làm thất thoát nitơ dưới dạng NH3. Trái lại, nếu thổi khí quá ít, môi trường bên trong khối phân trở thành kị khí. Vận tốc thổi khí cho quá trình ủ phân thường trong khoảng 5 –10m3 khí/tấn nguyên liệu/h. Các yếu tố hóa sinh Tỷ lệ C/N Có rất nhiều nguyên tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy do vi sinh vật: trong đó cacbon và nitơ là cần thiết nhất, tỉ lệ C/N là thông số dinh dưỡng quan trọng nhất; Photpho (P) là nguyên tố quan trọng kế tiếp; Lưu huỳnh (S), canxi (Ca) và các nguyên tố vi lượng khác cũng đóng vai trò quan trọng trong trao đổi chất của tế bào. Khoảng 20% - 40%C của chất thải hữu cơ (trong chất thải nạp liệu) cần thiết cho quá trình đồng hoá thành tế bào mới, phần còn lại chuyển hoá thành CO2. Cacbon cung cấp năng lượng và sinh khối cơ bản để tạo ra khoảng 50% khối lượng tế bào vi sinh vật. Nitơ là thành phần chủ yếu của protein, acid nucleic, acid amin, enzyme, co-enzyme cần thiết cho sự phát triển và hoạt động của tế bào. Tỷ lệ C/N tối ưu cho quá trình ủ phân rác khoảng 30:1. Ở mức tỷ lệ thấp hơn, nitơ sẽ thừa và sinh ra khí NH3, nguyên nhân gây ra mùi khai. Ở mức tỷ lệ cao hơn, sự phân hủy xảy ra chậm. Tỷ lệ C/N của các chất thải khác nhau được trình bày trong bảng sau. Trừ phân ngựa và lá khoai tây, tỷ lệ C/N của tất cả các chất thải khác nhau đều phải được điều chỉnh để đạt giá trị tối ưu trước khi tiết hành làm phân. Bảng 2.6: Tỷ lệ C/N của các chất thải STT Chất thải N (% khối lượng khô) Tỷ lệ C/N 1 Phân bắc 5,5 – 6,5 6 –10 2 Nước tiểu 15 – 18 0,8 3 Máu 10 – 14 3,0 4 Phân động vật - 4,1 5 Phân bò 1,7 18 6 Phân gia cầm 6,3 15 7 Phân cừu 3,8 - 8 Phân heo 3,8 - 9 Phân ngựa 2,3 25 10 Bùn cống thải khô 4 – 7 11 11 Bùn cống đã phân hủy 2,4 - 12 Bùn hoạt tính 5 6 13 Cỏ cắt xén 3 – 6 12 – 15 14 Chất thải rau quả 2,5 – 4 11 – 12 15 Cỏ hỗn hợp 2,4 19 16 Lá khoai tây 1,5 25 17 Trấu lúa mì 0,3 – 0,5 128 – 150 18 Trấu yến mạch 0,1 48 19 Mạt cưa 0,1 200 – 500 Nguồn: Chongrak, 1996 Khi bắt đầu quá trình ủ phân rác, tỷ lệ C/N giảm dần từ 30:1 xuống còn 15:1 ở các sản phẩm cuối cùng do hai phần ba carbon được giải phóng tạo ra CO2 khi các hợp chất hữu cơ bị phân hủy bởi các vi sinh vật. Mặc dù đạt tỷ lệ C/N khoảng 30:1 là mục tiêu tối ưu trong quá trình ủ phân rác, nhưng tỷ lệ này có thể được hiệu chỉnh theo giá trị sinh học của vật liệu ủ, trong đó quan trọng nhất là cần quan tâm tới các thành phần có hàm lượng lignin cao. Trong thực thế, việc tính toán và hiệu chỉnh chính xác tỉ lệ C/N tối ưu gặp phải khó khăn vì những lý do sau: Một phần các cơ chất như cellulose và lignin khó bị phân hủy sinh học, chỉ bị phân hủy sau một khoảng thời gian dài. Một số chất dinh dưỡng cần thiết cho vi sinh vật không sẵn có Quá trình cố định N có thể xảy ra dưới tác dụng của nhóm vi khuẩn Azotobacter, đặc biệt khi có mặt đủ PO43- Phân tích hàm lượng C khó đạt kết quả chính xác. Hàm lượng cacbon có thể xác định theo phương trình sau: % C trong phương trình này là lượng vật liệu còn lại sau khi nung ở nhiệt độ 5500C trong 1 giờ. Do đó, một số chất thải chứa phần lớn nhựa (là thành phần bị phân hủy ở 5500C) sẽ có giá trị %C cao, nhưng đa phần không có khả năng phân hủy sinh học Nếu tỷ lệ C/N của CTR làm phân cao hơn giá trị tối ưu, sẽ hạn chế sự phát triển của vi sinh vật do thiếu N. Chúng phải trải qua nhiều chu kỳ chuyển hoá, oxy hoá phân carbon dư cho đến khi đạt tỷ lệ C/N thích hợp. Do đó, thời gian cần thiết cho quá trình làm phân bị kéo dài hơn và sản phẩm thu được chứa ít mùn hơn. Theo nghiên cứu cho thấy, nếu tỷ lệ C/N ban đầu là 20, thời gian cần thiết cho quá trình làm phân là 12 ngày, nếu tỷ lệ này dao động trong khoảng 20 – 50, thời gian cần thiết là 14 ngày và nếu tỷ lệ C/N = 78, thời gian cần thiết sẽ là 21 ngày. Oxy Oxy cũng là một trong những thành phần cần thiết cho quá trình ủ phân rác. Khi vi sinh vật oxy hóa carbon tạo năng lượng, oxy sẽ được sử dụng và khí CO2 được sinh ra. Khi không có đủ oxy thì sẽ trở thành quá trình yếm khí và tạo ra mùi hôi như mùi trứng gà thối của khí H2S. Các vi sinh vật hiếu khí có thể sống được ở nồng độ oxy bằng 5%. Nồng độ oxy lớn hơn 10% được coi là tối ưu cho quá trình ủ phân rác hiếu khí. Dinh dưỡng Cung cấp đủ photpho, kali và các chất vô cơ khác như Ca, Fe, Bo, Cu,... là cần thiết cho sự chuyển hóa của vi sinh vật. Thông thường, các chất dinh dưỡng này không có giới hạn bởi chúng hiện diện phong phú trong các vật liệu làm nguồn nguyên liệu cho quá trình ủ phân rác. pH Giá trị pH trong khoảng 5,5 – 8,5 là tối ưu cho các vi sinh vật trong quá trình ủ phân rác. Các vi sinh vật, nấm tiêu thụ các hợp chất hữu cơ và thải ra các acid hữu cơ. Trong giai đầu của quá trình ủ phân rác, các acid này bị tích tụ và kết quả làm giảm pH, kìm hãm sự phát triển của nấm và vi sinh vật, kìm hãm sự phân hủy lignin và cellulose. Các acid hữu cơ sẽ tiếp tục bị phân hủy trong quá trình ủ phân rác. Nếu hệ thống trở nên yếm khí, việc tích tụ các acid có thể làm pH giảm xuống đến 4,5 và gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động của vi sinh vật. - Vi sinh vật Chế biến phân hữu cơ là một quá trình phức tạp bao gồm nhiều loại vi sinh vật khác nhau. Vì sinh vật trong quá trình chế biến phân hữu cơ bao gồm: actinomycetes và vi khuẩn. Những loại vi sinh vật này có sẵn trong chất hữu cơ, có thể bổ sung thêm vi sinh vật từ các nguồn khác để giúp quá trình phân hủy xảy ra nhanh và hiệu quả hơn. - Chất hữu cơ Vận tốc phân hủy dao động tuỳ theo thành phần, kích thước, tính chất của chất hữu cơ. Chất hữu cơ hoà tan thì dễ phân hủy hơn chất hữu cơ không hoà tan. Lignin và ligno – cellulosics là những chất phân hủy rất chậm Bảng 2.7: Các thông số quan trọng trong quá trình làm phân hữu cơ hiếu khí Thông số Giá trị 1. Kích thước Quá trình ủ đạt hiệu quả tối ưu khi kích thước CTR khoảng 25 –75mm 2. Tỉ lệ C/N Tỉ lệ C:N tối ưu dao động trong khoảng 25 - 50 Ở tỉ lệ thấp hơn, dư NH3, hoạt tính sinh học giảm Ở tỉ lệ cao hơn, chất dinh dưỡng bị hạn chế. 3. Pha trộn Thời gian ủ ngắn hơn 4. Độ ẩm Nên kiểm soát trong phạm vi 50 – 60% trong suốt quá trình ủ. Tối ưu là 55% 5. Đảo trộn Nhằm ngăn ngừa hiện tượng khô, đóng bánh và sự tạo thành các rảnh khí, trong quá trình làm phân hữu cơ, CTR phải được xáo trộn định kỳ. Tần suất đảo trộn phụ thuộc vào quá trình thực hiện 6. Nhiệt độ Nhiệt độ phải được duy trì trong khoảng 50 – 550C đối với một vài ngày đầu và 55 – 600C trong những ngày sau đó. Trên 660C, hoạt tính vi sinh vật giảm đáng kể. 7. Kiểm soát mầm bệnh Nhiệt độ 60 – 700C, các mầm bệnh đều bị tiêu diệt 8. Nhu cầu về không khí Lượng oxy cần thiết được tính toán dựa trên cân bằng tỷ lượng. Không khí chứa oxy cần thiết phải được tiếp xúc đều với tất cả các phần của CTR làm phân 9. pH Tối ưu: 7 – 7,5. Để hạn chế sự bay hơi Nitơ dưới dạng NH3, pH không được vượt quá 8,5 10. Mức độ phân hủy Đánh giá qua sự giảm nhiệt độ vào thời gian cuối 11. Diện tích đất yêu cầu Công suất 50T/ngày cần 1 hecta đất Nguồn: Tchobanoglous và cộng sự, 1993. CHƯƠNG 3: TIỀM NĂNG ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ COMPOST XỬ LÝ CHẤT THẢI HỮU CƠ TẠI TP. HỒ CHÍ MINH Cùng với sự phát triển kinh tế, đời sống của người dân ngày càng được nâng cao, kéo theo tốc độ thải rác của mỗi người cũng tăng. Do đó, khối lượng chất thải rắn phát sinh phụ thuộc vào sự phát triển dân số của thành phố Hồ Chí Minh. 3.1 Dự báo dân số thành phố Hồ Chí Minh đến năm 2030. Dân số vào năm 2030 được tính theo công thức: N = N0(1 + α)Δt Trong đó: N0: dân số hiện tại (năm 2010), N0 = 7.162.864 người α: tỉ lệ gia tăng dân số (%), α = 1,07 (%) Δt: khoảng thời gian tính toán (năm) Năm Dân số (người) 2010 7.162.864 2011 7.239.506 2012 7.316.969 2013 7.395.260 2014 7.474.390 2015 7.554.366 2016 7.635.197 2017 7.716.894 2018 7.799.465 2019 7.882.919 2020 7.967.266 2021 8.052.516 2022 8.138.678 2023 8225.762 2024 8.313778 2025 8.402.735 2026 8.492.644 2027 8.583.516 2028 8.675.359 2029 8.768.185 2030 8.862.005 3.2 Dự báo khối lượng phân Compost từ chất thải rắn sinh hoạt đến năm 2030 Với dân số hiện nay là 7 162 864 người, mỗi ngày thành phố Hồ Chí Minh đã thải ra môi trường với khối lượng rác thải sinh hoạt khoảng 7000 tấn (tương đương 1500m3), hệ số phát sinh rác thải là 1,0 kg/người/ngày. Bảng 3.1 : Hệ số phát sinh rác thải theo WHO Loại hình đô thị Hệ số phát sinh rác thải (kg/người/ngày) Thành phố lớn 1,0 – 1,2 Thành phố vửa 0,7 – 0,9 Thị xã 0,5 – 0,6 Thị trấn 0,2 – 0,3 Căn cứ vào dân số đã dự báo, khối lượng chất thải rắn sinh hoạt dự báo đến năm 2030 Trong đó, lượng rác hữu cơ chiếm 75 – 80% trong tổng lượng rác hàng ngày. Để tính toán, ta chọn 1 giá trị trong khoảng này. Chọn lượng rác hữu cơ chiếm 75% lượng rác thu gom trong ngày. Bảng 3.2 : Dự báo khối lượng rác sinh hoạt thành phố Hồ Chí Minh đến năm 2030. Năm Dân số Hệ số phát sinh rác thải (kg/người/ngày) Lượng rác trung bình ngày (tấn) Lượng rác trung bình năm (tấn) Lượng rác tích lũy qua các năm (tấn) Lượng rác hữu cơ ngày (tấn) 2010 7162864 1,0 7162.9 2614458.5 2614458.5 5372.2 2011 7239506 1,0 7239.5 2642417.5 5256876 5429.6 2012 7316969 1,0 7316.9 2670668.5 7927544.5 5487.7 2013 7395260 1,0 7395.3 2699284.5 10626829 5546.5 2014 7474390 1,0 7474.4 2728156 13354985 5605.8 2015 7554366 1,1 8309.8 3033077 16388062 6232.4 2016 7635197 1,1 8398.7 3065525.5 19453587.5 6299.0 2017 7716894 1,1 8488.6 3098339 22551926.5 6366.5 2018 7799465 1,1 8579.5 3131517.5 25683444 6434.6 2019 7882919 1,1 8671.2 3164988 28848432 6503.4 2020 7967266 1,1 8763.9 3198823.5 32047255.5 6572.9 2021 8052516 1,1 8857.8 3233097 35280352.5 6643.4 2022 8138678 1,1 8952.5 3267662.5 38548015 6714.4 2023 8225762 1,2 9870.9 3602878.5 42150893.5 7403.2 2024 8313778 1,2 9976.5 3641422.5 45792316 7482.4 2025 8402735 1,2 10083.3 3680404.5 49472720.5 7562.5 2026 8492644 1,2 10191.2 3719788 53192508.5 7643.4 2027 8583516 1,2 10300.2 3759580 56952088.5 7725.2 2028 8675359 1,2 10410.4 3799807.2 60751895.6 7807.8 2029 8768185 1,2 10521.8 3840465 64592360.8 7891.4 2030 8862005 1,2 10634.4 3881558.2 68473918.9 7975.8 Với số liệu tính toán trong bảng trên, ta nhận thấy khối lượng rác hữu cơ được thu gom trong ngày rất lớn: năm 2010: 5372.2 tấn/ngày, và năm 2030 con số này đã lên tới 7975.8 tấn/ngày. Để đánh giá tiềm năng áp dụng công nghệ sản xuất compost để xử lý lượng rác hữu cơ của thành phố Hồ Chí Minh theo bảng tính toán trên, cần phải xác định bằng phương pháp tính toán và con số cụ thể. Lượng rác hữu cơ phát thải hàng ngày đã tính toán ở bảng trên, sử dụng số liệu này để tính toán lượng compost sản xuất được. Với 55 – 60% lượng chất thải rắn hữu cơ ban đầu tạo ra compost. Chọn giá trị 55%, ta có bảng tính toán sau: Bảng 3.3 : Dự báo khối lượng phân compost từ rác sinh hoạt thành phố Hồ Chí Minh đến năm 2030. Năm Lượng rác trung bình (tấn/năm) Lượng compost thu được (tấn/năm) 2010 2614458.5 1437952.2 2011 2642417.5 1453329.6 2012 2670668.5 1468867.7 2013 2699284.5 1484606.5 2014 2728156 1500485.8 2015 3033077 1668192.4 2016 3065525.5 1686039.0 2017 3098339 1704086.5 2018 3131517.5 1722334.6 2019 3164988 1740743.4 2020 3198823.5 1759352.9 2021 3233097 1778203.4 2022 3267662.5 1797214.4 2023 3602878.5 1981583.2 2024 3641422.5 2002782.4 2025 3680404.5 2024222.5 2026 3719788 2045883.4 2027 3759580 2067769.0 2028 3799807.2 2089894.0 2029 3840465 2112255.8 2030 3881558.2 2134857.0 Với bảng tính toán trên, ta thấy lượng compost thu được năm 2010 (thời điểm hiện tại) là 1437952.2 tấn. Với giá bán compost trên thị trường khoảng 300 000 – 400 000 đồng/tấn. Vậy số tiền bán phân: 300 000 x 143 7952.2 = 431 385 660 000 (đồng) Bảng 3.4 : Bảng thu nhập dự tính từ bán phân Compost Năm Lượng compost thu được (tấn/năm) Thu nhập (đồng/năm) 2010 1437952.2 431385660000 2011 1453329.6 435998880000 2012 1468867.7 440660310000 2013 1484606.5 445381950000 2014 1500485.8 450145740000 2015 1668192.4 500457720000 2016 1686039.0 505811700000 2017 1704086.5 511225800000 2018 1722334.6 516700380000 2019 1740743.4 522223020000 2020 1759352.9 527805870000 2021 1778203.4 533461020000 2022 1797214.4 539164320000 2023 1981583.2 594474960000 2024 2002782.4 600834720000 2025 2024222.5 607266750000 2026 2045883.4 613765020000 2027 2067769.0 620330700000 2028 2089894.0 626968200000 2029 2112255.8 633676740000 2030 2134857.0 640457100000 Qua những số liệu cụ thể trên, ta nhân thấy số tiền thu được từ việc sử dụng rác thải để ủ làm phân compost quả là rất lớn. Đó chỉ là những con số tính toán mang tính chất sơ bộ, tham khảo từ việc thu thập số liệu qua các kênh thông tin: báo, đài, internet. Tuy số liệu này chưa chính xác lắm - không được cơ quan chủ quản công bố một cách chính thức – nhưng nó cũng phàn ánh phần nào đó thực tế. 3.3 Tình hình sử dụng phân bón tại Việt Nam và các nước Châu Á 3.3.1 Tầm quan trọng của nông nghiệp đối với nền kinh tế Việt Nam Nông nghiệp là một trong những ngành kinh tế quan trọng nhất tại Việt Nam. Theo Bộ NN & PTNT, nông nghiệp đóng góp 25% tổng sản lượng GDP và 30% tổng doanh số xuất khẩu. Trong ngành nông nghiệp, trồng trọt chiếm đến 80% kết quả kinh tế trong khi chăn nuôi gia súc chiếm 17%. Những loại cây trồng chính tại Việt Nam và tỉ lệ trồng của chúng như sau: cây lương thực: 63,2%; cây công nghiệp: 20,6%; trái cây: 7,6%; rau quả: 6,8%; và các loại cây khác: 1,8%. Bảng sau đây trình bày diện tích đất trồng của một số loại cây trồng chủ yếu. Bảng 3.5 : Diện tích trồng một số loại cây (theo đơn vị hecta) Cây trồng Hecta Cây trồng Hecta Lúa 7.655.000 Mía 302.000 Bắp 714.000 Đậu phụng 243.000 Cà phê 516.000 Điều 230.000 Trái cây 496.000 Trà 65.000 Cao su 406.000 Theo ước tính của Bộ Công Nghiệp, nhu cầu phân bón của Việt Nam năm 2002 là 6,9 triệu tấn phân bón các loại. Cũng theo ước lượng của Bộ, sản xuất trong nước chỉ đáp ứng được 3,5 triệu tấn cho nhu cầu này, và Việt Nam còn cần phải nhập khẩu 3,4 tấn nữa. Nhu cầu phân bón tăng từng năm, theo như bảng chứng minh dưới đây: Bảng 3.6 : Mức tăng lượng phân bón tại Việt Nam (theo đơn vị tấn) Năm Loại phân Urê DAP SSP & FMP MOP NPK SA 1991 1.367.000 130.000 391.000 13.000 200.000 Không 1995 1.379.000 300.000 799.000 105.000 489.000 Không 2000 2.168.000 591.000 1.200.000 637.000 1.200.000 436.000 Trừ trường hợp đôi khi số lượng một số loại phân bón nào đó tăng lên tạm thời, nhìn chung phân bón hóa học sản xuất trong nước không thể đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của nông dân Việt Nam. Thực tế, sản xuất phân trong nước đã sụt giảm 19% trong năm 2001. Cũng trong năm này, 48 công ty Việt Nam đã nhập trên 2,8 triệu tấn phân sản xuất ở nước ngoài. Năm 2001, sản xuất phân trong nước chỉ đạt 1,9 triệu tấn. Bốn tháng đầu năm 2002, hơn 1 triệu tấn phân bón, trị giá 135 triệu USD đã được nhập khẩu, theo nguồn của Hải Quan Việt Nam. Số lượng phân bón nhập khẩu dự kiến đạt đến mức 1.350.000 vào cuối Tháng Năm năm 2002, trong đó có 840.000 tấn phân Urê và 65.000 tấn phân NPK. Bộ Công Nghiệp đã dự đoán thêm 2 triệu tấn phân bón có nhu cầu nhập vào cuối năm đó. Theo Viện Đất Đai và Phân Bón, các loại phân bón chủ yếu được sản xuất tại Việt Nam là Urê, phân lân (phân Phốtphát – SSP) và phân hỗn hợp Phốtphát – Magiê (FMP). Bởi vì Việt Nam thiếu nguyên liệu thô nên không sản xuất được phân Kali. Công ty sản xuất phân Urê chủ yếu là Công Ty Phân Đạm và Hóa Chất Hà Bắc. Một số nhà sản xuất nguồn phân Phốtpho chủ yếu là Công Ty Supe Phốtphát và Hóa Chất Lâm Thao, Nhà Máy Sản Xuất Phân Bón Ninh Bình và Công Ty Phân Trộn Phốtphát – Magiê Văn Điễn. Các công ty sản xuất phân bón khác tại Việt Nam gồm có Công Ty Phú Sơn, Công Ty Phân Bón Năm Sao, Công Ty Tân Quý, Rexco và Công Ty Kỹ Thuật Phát Triển của Vĩnh Long. Theo ước tính, có khoảng 750.000 tấn phân NPK được sản xuất hàng năm bởi các công ty khác nhau của Việt Nam nhưng chất lượng của chúng cũng rất khác nhau. Chỉ lĩnh vực sản xuất SSP và FMP mới đáp ứng đủ nhu cầu của Việt Nam. Theo thống kê của Viện này, hàng năm Việt Nam chi khoảng 500 triệu USD để nhập khẩu phân bón cho sản xuất nông nghiệp. Bảng 3.7 : Lượng phân bón nhập khẩu năm 2000 Tỉ lệ % trên số lượng tiêu thụ trong nước Trị giá Urê 97,2% 261 triệu USD DAP + MOP + SA 100% 216,3 triệu USD SSP + FMP 0% Không NPK 16,7% 31,1 triệu USD Bảng sau đây nêu giá bán lẻ một số loại phân tại Việt Nam, bằng tiền đồng Việt Nam và bằng tiền đô la Mỹ, theo tỉ giá hối đoái tại thời điểm lập báo cáo. Bảng 3.8 : Giá phân bán lẻ mỗi tấn tại Việt Nam (theo tiền USD và VND) Urê MOP DAP Năm Tháng VNĐ USD VNĐ USD VNĐ USD 2001 Tháng mười 2.325.000 152,23 2.200.000 144,05 3.250.000 212,79 2001 Tháng bảy 2.276.700 152,36 2.200.000 147,23 3.250.000 217,50 2001 Tháng tư 2.361.700 161,75 2.200.000 150,68 3.250.000 222,59 2001 Tháng giêng 2.340.000 160,45 2.200.000 150,85 3.250.000 222,85 2000 Tháng mười 2.270.000 158,52 2.175.000 151,89 3.575.000 249,65 2000 Tháng bảy 2.212.000 156,98 2.275.000 161,45 3.777.300 268,06 2000 Tháng tư 2.017.000 143,42 2.326.000 165,39 3.902.500 277,48 2000 Tháng giêng 1.731.000 123,27 2.280.000 162,37 3.849.000 274,11 1999 Tháng mười 1.820.000 129,97 2.310.000 164,96 3.553.000 253,73 1999 Tháng bảy 1.854.000 132,93 2.343.300 168,01 3.757.500 269,41 1999 Tháng tư 2.031.000 146,06 2.280.000 163,97 3.860.000 277,60 1999 Tháng giêng 2.078.000 149,64 2.286.000 164,61 3.565.500 256,75 3.3.2 Mức tiêu thụ phân bón tại châu Á: Mạng Lưới Tư Vấn, Phát Triển và Thông Tin Phân Bón khu vực Châu Á – Thái Bình Dương (FADINAP) khi khảo sát đã thấy rằng mức tiêu thụ phân bón đang gia tăng ở khắp châu Á. FADINAP đã sử dụng tiêu chí số lượng phân bón tiêu thụ trên mỗi hecta đất sử dụng hiện nay cho trồng trọt như là một phương cách để so sánh giữa các quốc gia có dân số khác nhau và diện tích đất trồng khác nhau. Những kết quả nghiên cứu của họ được trình bày ở bảng sau. Bảng 3.8 Mức tiêu thụ phân bón trên diện tích mỗi hecta đất trồng hiện nay (kg/hecta) theo mỗi quốc gia và theo năm Quốc gia 1988-89 1993-94 1998-99 Các nước đang phát triển ở châu Á 100 106 138 Afghanistan 7 5 1 Bangladesh 82 115 141 Campuchia 0 4 3 Trung Quốc 195 190 259 Đảo quốc Fiji 115 57 77 An Độ 65 73 99 Indonesia 76 77 89 Iran 64 48 67 Bắc Triều Tiên 408 383 79 Nam Triều Tiên 411 474 458 Lào 0 4 12 Malaysia 117 136 185 Myanmar 11 9 17 Nepal 24 29 41 Pakistan 80 100 112 Philippines 51 57 63 Sri Lanka 110 112 123 Thailand 38 71 82 Việt Nam 92 126 269 3.4 Tầm qua trọng của phân Compost 3.4.1 Tác dụng của việc lệ thuộc vào hóa chất nông nghiệp tại Việt Nam Đất đai bị thoái hóa và môi trường bị gây hại Nông dân Việt Nam sử dụng những phương pháp hiện đại để bảo vệ mùa màng và gia tăng sản lượng mùa vụ, trong đó có việc sử dụng thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ và các loại phân hóa học. Việc sử dụng phân hóa học đã mang lại những lợi ích trước mắt nhưng những hậu quả lâu dài vào lúc này đang bắt đầu xuất hiện. Những hậu quả này là đất đai bị thoái hóa, các nguồn nước bị ô nhiễm do các dòng nước thải của nông nghiệp. Một chu kỳ tiêu cực diễn ra như sau: việc sử dụng phân hóa học dẫn đến sự thoái hóa chất lượng đất trồng, sự thoái hóa chất lượng đất trồng dẫn đến sự gia tăng việc sử dụng phân hóa học, sự gia tăng việc sử dụng phân hóa học dẫn đến sự gia tăng sự thoái hóa chất lượng đất trồng, và cứ như thế. Theo nghiên cứu, những mẫu đất tại Việt Nam có những đặc tính sau: 50% thiếu Nitơ 87% thiếu Photpho 80% thiếu Kali 72% thiếu Canxi 48% thiếu Magiê Tổng hợp những nhân tố sau đây dẫn đến sự thoái hóa của đất đai: Sự xuất hiện những vụ mùa mới có sản lượng cao Sự gia tăng sử dụng phân bón Sự mất cân bằng trong việc sử dụng phân bón Sự gia tăng diện tích đất trồng Sự chuyển đổi từ sử dụng phân hữu cơ sang phân hóa học. 3.4.1.2 Sự nhiễm bệnh từ thuốc trừ sâu và vai trò của phân compost trong việc ngăn chặn các loại bệnh xuất hiện trên cây trồng Hiện tại, có trên 250 loại thuốc trừ sâu và 85 loại thuốc diệt cỏ đang được sử dụng tại Việt Nam. Theo Trung Tâm Năng Suất Việt Nam, tình trạng lệ thuộc ngày càng tăng vào những phương cách xử lý không hữu cơ như vậy là nguyên nhân chủ yếu của sự ô nhiễm nông nghiệp trong nước. Điều này dẫn đến việc chất lượng đất đai ngày càng xấu, sự đa dạng sinh học ít dần đi và lượng thuốc trừ sâu hiện diện trong thực phẩm lại tăng lên. Cặn thuốc t