Giới thiệu về mô hình dòng chảy vật chất trong nghiên cứu Môi trường (24/06/2015)

Mô hình dòng chảy vật chất (Material Flow Analysis, viết tắt là MFA) đã và đang được áp dụng rộng rãi trên thế giới, bởi đây là một công cụ hữu dụng và linh hoạt trong quản lý môi trường. Mô hình này có khả năng định lượng, dựa trên nên tảng của định luật bảo toàn vật chất, và mô tả trực quan những yếu tố ảnh hưởng đến ô nhiễm môi trường. Nhờ đó, nguyên nhân chính gây ô nhiễm môi trường có thể dễ dàng được tìm ra, và giúp các nhà quản lý môi trường có thể có những phương án hữu hiệu nhằm giảm thiểu ô nhiễm.

Một ví dụ điển hình về việc áp dụng hiệu quả mô hình Dòng chảy vật chất (MFA) trong đánh giá tác động môi trường sẽ được trình bày sau đây. Trung tâm nghiên cứu Y tế công cộng và hệ sinh thái đã tiến hành nghiên cứu về tác động của việc sử dụng phân người và phân gia súc đến sức khoẻ con người và môi trường sống. Trong nghiên cứu này, mô hình Dòng chảy vật chất, MFA, được áp dụng để mô phỏng đường đi của chất dinh dưỡng, nitơ (N), thông qua các yếu tố liên quan.

Hình vẽ mô tả chi tiết các hoạt động sống của người dân tại một làng sản xuất nông nghiệp ven sông Nhuệ, thuộc một trong ba hệ thống sông ô nhiễm nhất Việt Nam. Mô hình gồm bảy quá trình chính liên quan đến các hoạt động của con người: Chợ, Nhà ở, khu vệ sinh (biogas, nhà vệ sinh, hố xí), Cống rãnh, Khu nuôi lợn, Khu nuôi gà, Ao cá, Đồng ruộng, và ba quá trình môi trường là: Khí quyển, Sông Nhuệ và Đất và nước ngầm. Các quá trình nằm trong khung nét đứt là các quá trình sẽ được định lượng nhằm đánh giá ảnh hưởng đến các quá trình môi trường. Như hình vẽ, ta thấy các quá trình được liên kết với nhau bằng các mũi tên. Các mũi tên này thể hiện định lượng dòng chảy N (tấn/ năm) từ một quá trình đến một quá trình khác. Lượng N càng lớn thì mũi tên đại diện càng dày.

Như vậy, từ kết quả MFA, dễ dàng tìm ra nguồn thải chính vào môi trường nước mặt, hay sông Nhuệ, là từ quá trình Cống rãnh (26 tấn N/ năm). Trong đó, cống rãnh là nơi tiếp nhận chính của phân người (40 tấn N/ năm) và phân lợn (15 tấn N/ năm). Đồng ruộng và ao cá hàng năm thải vào sông Nhuệ  một lượng tương ứng là 16 tấn N và 15 tấn N, chiếm 28% và 26% tổng lượng N vào sông Nhuệ. Hàng năm môi trường nước ngầm tiếp nhận 7 tấn N từ đồng ruộng. Và đồng ruộng cũng là nguồn thải N lớn nhất vào môi trường không khí (37 tấn/ năm), chiếm 58% tổng lượng N thải vào môi trường không khí của toàn bộ hệ thống. Khu nuôi lợn là nguồn N lớn thứ hai, sau đồng ruộng, với 15 tấn N/ năm thải vào môi trường không khí hàng năm, chiếm 23% trên tổng số.

Mặt khác, kết quả mô hình MFA còn cho thấy, chỉ có 31 tấn N từ các công trình vệ sinh và khu chăn nuôi được tái sử dụng trên đồng ruộng, tương ứng với 56% tổng lượng N đi vào hệ thống cống rãnh, 5 tấn N được tái sử dụng trong ao cá (tương ứng với 9%), còn lại 47% là bị lãng phí vào môi trường nước mặt, làm ô nhiễm sông Nhuệ. Như vậy, nếu lượng phân người và phân gia súc này được tái sử dụng trên đồng ruộng thay vì tiếp nhận 74 tấn N/ năm từ phân hoá học, thì sẽ giảm được chi phí cho người nông dân, đồng thời cũng giảm được ô nhiễm môi trường sông Nhuệ.

Tóm lại, mô hình Dòng chảy vật chất MFA là một công cụ đơn giản và hữu hiệu trong đánh giá tác động môi trường, giúp cho các nhà hoạch định chính sách đưa ra những giải pháp hợp lý nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường và phát triển bền vững.

Do Thu Nga (CNNL)