Dấu chân nitơ: Ô nhiễm nghiêm trọng và thất thoát tài nguyên từ phân chuồng dạng lỏng

Đồ họa tóm tắt. Nguồn: Water (2022). DOI: 10.3390/w14081278.

Một nông trại sản xuất thịt thì gây nguy hại cho môi trường. Ngoài việc phát thải khí metan trực tiếp ra môi trường, việc sử dụng phân chuồng dạng lỏng còn thải ra môi trường các chất nguy hại như amoniac hay oxit nitơ và chất nitrat trong phân lỏng gây ô nhiễm nguồn nước ngầm. Các nhà nghiên cứu ở Học viện Công nghệ Karlsruhe đã phân tích phân chuồng dạng lỏng từ các trang trại chăn nuôi thường được sử dụng làm phân bón ảnh hưởng như thế nào đến dấu chân nitơ. Họ cũng chỉ ra rằng ô nhiễm nitơ từ phân chuồng dạng lỏng do sản xuất thịt bò cao gấp 3 lần so với sản xuất thịt heo và 8 lần so với việc sản xuất thịt gia cầm.

Một lượng lớn phân đạm và thức ăn gia súc được sử dụng trong nông nghiệp. Một phần đáng kể lượng nitơ trong các loại phân đạm và thức ăn gia súc này được thải ra môi trường ở dạng không sử dụng, chẳng hạn như nitrate từ quá trình rửa trôi hay khí amoniac từ việc chăn nuôi gia súc. Theo tiến sỹ Prantik Samanta cho biết: “Như mọi người đã biết, việc chăn nuôi sản xuất thịt có một ảnh hưởng tiêu cực đến sự cân bằng nitơ trên toàn cầu. Nhưng máy tính dấu chân nitơ không cho thấy tác động này có thể được cho là từ một lượng phân chuồng dạng lỏng tạo ra”.

“Đồng thời, lượng nitơ này cũng thể hiện một sự tổn thất tài nguyên to lớn bởi vì việc thu hồi nitơ tốn rất nhiều năng lượng. Lượng nitơ thải ra gây ô nhiễm do việc chăn nuôi bò, heo và gia cầm - bị thất thoát ở dạng nguyên liệu thô - hiện đang được phân tích bởi Samanta và các cộng sự. Họ cũng đã tính lượng năng lượng cần để xử lý phân chuồng dạng lỏng và thu hồi nitơ, sau đó có thể được sử dụng để sản xuất phân bón.

Lượng nitơ bị thất thoát cao nhất do việc sản xuất thịt bò

“Chúng tôi nhận thấy lượng nitơ thất thoát trên một kg thịt có thể được tính dựa trên hệ số nitơ ảo, viết tắt là VNF. Mối tương quan giữa tổng lượng nitơ đầu vào và lượng nitơ thất thoát trên một kg thịt là tuyến tính”, theo Samanta. VNF biểu thị tỷ lệ lượng nitơ thất thoát so với lượng nitơ chứa trong thịt. Tổn thất lớn nhất xảy ra ở phân chuồng dạng lỏng cần phải loại bỏ hay xử lý. Các kết quả nghiên cứu cho thấy việc sản xuất thịt bò ở hầu hết các nơi trên thế giới đều có ảnh hưởng lớn đến dấu chân nitơ, với lượng nitơ thất thoát cao gấp 3 lần so với chăn nuôi heo và 8 lần so với chăn nuôi gia cầm. Các nhà nghiên cứu cho rằng điều này là do nhu cầu thức ăn cao hơn và tỷ lệ trao đổi chất cao ở gia súc. Họ nhận thấy lượng nitơ bị thất thoát từ việc chăn nuôi heo và gia cầm nhiều khả năng là do điều kiện chăn nhốt hơn là do thức ăn và quá trình tiêu hóa của chúng.

Trong những phân tích của mình, các nhà nghiên cứu đã so sánh kết quả với vài quốc gia khác. Theo Samata: “Liên quan đến lượng thịt tiêu thụ, Nhật Bản là quốc gia thải ra nhiều khí nitơ nhất, tiếp đến là Úc. Điều đó cũng có thể do những giá trị thay đổi khi các quốc gia nhập khẩu hay xuất khẩu một lượng lớn thức ăn và thịt. Do đó, lượng phân chuồng dạng lỏng cần được xử lý trên một kg thịt ở Nhật Bản là cao nhất. Lượng khí nitơ thất thoát từ việc chăn nuôi thấp nhất ở Hoa Kỳ và châu Âu.”.

Giá thịt bị nâng lên do nhu cầu năng lượng cao

Các nhà nghiên cứu cũng đã tính toán lượng năng lượng cần thiết để giảm thiểu lượng nitơ thải ra môi trường. Theo Samata: “Khi một kg thịt bò được sản xuất thì còn 140g nitơ trong phân chuồng dạng lỏng, để thu hồi lượng nitơ này phải cần năng lượng ở mức 7 kWh. Bằng cách so sánh, một người dân ở Đức một tuần tiêu thụ điện ở mức 29 kWh”. Để xử lý một kg phân heo hoặc phân gia cầm, năng lượng cần thiết giảm đáng kể, tương ứng thấp hơn 3kWh và 0.8 kWh.

Cũng theo Samana:“Những kết quả của chúng tôi cho thấy rõ mức năng lượng cần thiết cho việc xử lý phân chuồng dạng lỏng nhằm giảm dấu chân nitơ. Ngoài ra, mức năng lượng này cũng không được tính vào giá thành”. Nếu đúng như vậy, giá thịt sẽ tăng từ 0.2 đến 1.5 euro trên 1kg, tùy theo loại thịt.

Nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Water.

Nguyễn Thị Kim Thoa theo Phys.org