TS. Trương La
Bộ môn Chăn nuôi và Đồng cỏ
Hiện nay biến đổi khí hậu (BĐKH) là một vấn đề nóng bỏng không chỉ của riêng quốc gia nào, mà đã là mối đe dọa chung cho toàn nhân loại. BĐKH đang diễn ra từng ngày và có ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống, sức khỏe, tính mạng của con người cũng như sự sống xung quanh chúng ta. Hiện tượng nóng lên toàn cầu xảy ra do nhiều nguyên nhân khác nhau, trong đó sự gia tăng khí nhà kính là nguyên nhân chủ quan và cơ bản của con người. Các khí nhà kính (KNK) có ảnh hưởng lớn nhất đến khí hậu trái đất là CO2, CH4 (mêtan), NO2, CFC… CH4 là khí nhà kính có tác động thứ hai sau CO2 (Bouwman, A.F.,1990), có nguồn gốc từ thiên nhiên và từ các hoạt động của con người. Trong các năm gần đây nồng độ khí mêtan tăng lên đột biến thông qua các hoạt động sản xuất nông nghiệp, trong đó chăn nuôi có nguồn phát thải khí mêtan đáng kể. Bài viết dưới đây sẽ minh chứng cho sự ảnh hưởng của khí mêtan và nguồn phát thải khí mêtan từ chăn nuôi đến quá trình BĐKH như thế nào.
1. Biến đổi khí hậu
Khái niệm: Biến đổi khí hậu (BĐKH) là sự thay đổi của hệ thống khí hậu gồm khí quyển, thuỷ quyển, sinh quyển, thạch quyển hiện tại và trong tương lai bởi các nguyên nhân tự nhiên và nhân tạo trong một giai đoạn nhất định tính bằng thập kỷ hay hàng triệu năm (wikipedia.org).
Nguyên nhân: Nguyên nhân chính làm BĐKH Trái đất là do sự gia tăng các hoạt động tạo ra các chất thải KNK, hoạt động khai thác quá mức các bể hấp thụ và bể chứa KNK như sinh khối, rừng, các hệ sinh thái biển, ven bờ và đất liền khác làm giảm khả năng hấp thụ khí nhà kính trên trái đất.
Biểu hiện: Các biểu hiện của sự BĐKH gồm: sự nóng lên của khí quyển và Trái đất; sự thay đổi thành phần và chất lượng khí quyển trái đất; sự dâng cao mực nước biển do tan băng dẫn tới sự ngập úng của các vùng đất thấp, các đảo nhỏ; sự di chuyển của các đới khí hậu tồn tại hàng nghìn năm trên các vùng khác nhau của Trái đất dẫn tới nguy cơ đe doạ sự sống của các loài sinh vật, các hệ sinh thái và hoạt động của con người; sự thay đổi cường độ hoạt động của quá trình hoàn lưu khí quyển, chu trình tuần hoàn nước trong tự nhiên và các chu trình sinh địa hoá khác làm thay đổi năng suất sinh học của các hệ sinh thái, chất lượng và thành phần của thuỷ quyển, sinh quyển, địa quyển.
 |
 |
2. Khí mêtan và sự hình thành khí mê tan từ động vật nhai lại
Nguồn gốc của khí mêtan: Khí mêtan (CH4), còn gọi là khí thiên nhiên được sinh ra từ các nguồn chủ yếu sau: hoạt động phân hủy kị khí ở các vùng ngập nước như đồng ruộng, đầm lầy, ao hồ, trầm tích dưới đáy biển (54,9%); chất thải chăn nuôi và trong dạ dày của các loài nhai lại (25,4%); hoạt động khai thác dầu mỏ, đốt nhiên liệu hóa thạch, chưng cất than đá (17,5%) (Bouwman, A.F.,1990).
Sự hình thành khí mêtan ở động vật nhai lại:
Khí mêtan trong hoạt động nông nghiệp chiếm 12,5% lượng KNK và 40% lượng mêtan trong tổng lượng khí thải. Trong đó, sản xuất lúa gạo và chăn nuôi gia súc là hai nguồn thải mêtan lớn nhất. Theo báo cáo mới đây của Tổ chức Lương thực Thế giới (FAO), ngành chăn nuôi tạo ra khí thải nhà kính là 18%, nhiều hơn cả lượng khí thải ra từ giao thông vận tải (Phạm Thị Tuấn, Lê Huy Bá, 2009).
Khí mêtan trong chăn nuôi được thải ra chủ yếu từ hoạt động chăn nuôi gia súc, lớn nhât ở các loài nhai lại như bò, dê, cừu,… Sở dĩ như vậy là vì trong quá trình tiêu hóa của các loài nhai lại, khí mêtan được sản xuất trong dạ dày nhờ sự phân hủy yếm khí sau đó được thải ra ngoài. Trong quá trình đó thức ăn xơ thô được phân giải một phần bởi vi sinh vật phân giải chất xơ. Quá trình phân giải các carbohydrat phức tạp sinh ra các đường đơn. Đối với gia súc nhai lại, đường đơn được vi sinh vật dạ cỏ tạo ra các axit béo bay hơi.
Phương trình lên men glucoza, sản phẩm trung gian của quá trình phân giải các gluxit phức tạp, để tạo ra các axit béo bay hơi như sau:
Axit axetic: C6H12O6 + 2H2O —-> 2CH3COOH + 2CO2 + 4H2
Axit propionic: C6H12O6 + 2H2 ——> 2CH3CH2COOH + 2H2O
Axit butyric: C6H12O6 ——-> CH3-CH2CH2COOH + 2CO2 + 2H2
Khí mêtan: 4H2 + CO2 ——-> CH4 + 2H2O.
Phần lớn các axit béo bay hơi được hấp thụ qua vách dạ cỏ trở thành nguồn năng lượng chính cho gia súc nhai lại. Còn các khí thể, mà chủ yếu là mêtan sẽ thoát ra ngoài qua phản xạ ợ hơi. Trung bình một con cừu thải ra 30 lít khí mêtan một ngày và một con bò sẽ thải ra tới 200 lít một ngày. Như vậy theo tính toán ở trên thì nền chăn nuôi gia súc thế giới mỗi năm thải ra khoảng 80 triệu tấn khí mêtan, chiếm khoảng 28% lượng mêtan được thải ra do hoạt động của con người (Phạm Thị Tuấn, Lê Huy Bá, 2009)
3. Tác động của khí mê tan đến quá trình biến đổi khí hậu
Như ta biết, khí CO2, CH4, NO2, CFC… trong khí quyển đóng vai trò như một nhà kính khổng lồ bao quanh Trái đất. Bức xạ nhiệt của mặt trời là bức xạ có sóng ngắn nên dễ dàng xuyên qua tầng ôzôn và lớp KNK để đi tới mặt đất, ngược lại bức xạ nhiệt từ trái đất là bức xạ sóng dài nên không thể xuyên qua lớp KNK mà bị phản xạ lại hoặc hấp thụ và làm cho Trái đất nóng lên. Hiệu ứng nhà kính có vai trò quan trọng trong việc duy trì sự sống trên Trái đất, vì nếu không có hiệu ứng này, nhiệt độ Trái đất sẽ giảm xuống dưới -150C (Phạm Thị Tuấn, Lê Huy Bá, 2009).
Tuy nhiên, nếu KNK hình thành ngày càng nhiều thì làm cho nhiệt độ Trái đất tăng lên. Các nghiên cứu cho thấy trong khoảng thời gian từ năm 1885 đến 1940 do nồng độ KNK tăng từ 0,027% – 0,035%, nhiệt độ Trái đất đã tăng 0,50C. Theo dự báo của Tổ chức Khí tượng Thế giới-WMO, nếu không có biện pháp khắc phục, nhiệt độ Trái đất sẽ tăng lên 1,5 – 4,50C vào năm 2050. Nhiệt độ Trái đất tăng sẽ làm tan băng và làm mực nước biển dâng cao, các đồng bằng lớn và nhiều vùng sản xuất lương thực, các vùng đông dân cư sẽ bị chìm dưới nước biển (Phạm Thị Tuấn, Lê Huy Bá, 2009).
4. Các biện pháp khắc phục
Để hạn chế khí thải mêtan từ chăn nuôi, cần ứng dụng một số biện pháp sau:
– Ứng dụng công nghệ biogas trong chăn nuôi: Biogas hay còn gọi là khí sinh học, là một hỗn hợp khí được sản sinh từ sự phân hủy những chất hữu cơ dưới tác động của vi khuẩn trong môi trường yếm khí. Trong đó thành phần chủ yếu là khí mêtan. Nguyên liệu để sản xuất khí sinh học gồm 2 loại: Nguyên liệu có nguồn gốc từ động vật, chủ yếu là phân và nước tiểu gia súc, gia cầm thải ra trong quá trình chăn nuôi; Nguyên liệu có nguồn gốc thực vật như phụ phẩm cây trồng như rơm rạ, thân lá ngô, khoai, đậu và các lọai cây xanh hoang dại như bèo, cây cỏ sống dưới nước… Quá trình sản xuất khí sinh học được thực hiện trong các bể phân hủy sinh học. Nguyên liệu được nạp vào bể yếm khí, qua quá trình phân hủy yếm khí nhờ các vi sinh vật, khí mêtan sinh ra được thu hồi qua thiết bị thu khí dẫn tới nơi tiêu thụ. Nguyên liệu sau khi được phân hủy hoàn toàn được sử dụng để làm phân bón Ứng dụng biogas trong chăn nuôi là một biện pháp xử lý chất thải chăn nuôi được sử dụng rộng rãi trên thế giới nhờ các ưu điểm vượt trội như: xử lý lượng chất thải chăn nuôi, tránh gây ô nhiễm môi trường và ngăn chặn các bệnh truyền nhiễm cho gia súc và con người; tạo nguồn khí đốt rẻ tiền cho gia đình; tận dụng lượng phân bón cho nông nghiệp. Biogas là mô hình phù hợp cho các nước sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là các nước nhiệt đới có điều kiện khí hậu nóng ẩm và nền sản xuất nông nghiệp như nước ta.
– Sản xuất nông nghiệp theo mô hình VAC (Vườn-Ao-Chuồng) nhằm tuần hoàn năng lượng trong chăn nuôi, sản xuất.
– Thay đổi chế độ dinh dưỡng hợp lý, phát triển công nghệ sinh học vào chăn nuôi nhằm cắt giảm lượng khí mêtan do gia súc thải ra.
Tóm lại: Khí mêtan từ chăn nuôi là nguồn KNK đáng kể tác động trực tiếp đến quá trình BĐKH của trái đất. Trong đó nguồn phát thải mêtan chính là chăn nuôi gia súc thuộc loài nhai lại như bò, cừu, dê, ngựa… Mêtan sinh ra từ các loài này dựa trên đặc tính hệ tiêu hóa và sự cộng sinh giữa dạ dày và các loại vi khuẩn phân hủy yếm khí. Ngoài ra các quá trình phân hủy chất thải chăn nuôi cũng tạo ra một lượng KNK đáng kể. Mêtan là chất thải KNK làm tăng nhiệt độ trái đất, kéo theo hàng loạt các nguy cơ đe dọa cuộc sống của con người và môi sinh trái đất.
Để ngăn chặn tình trạng trên, một trong những biện pháp là giảm lượng phát thải khí mêtan bằng cách tái sử dụng lượng chất thải chăn nuôi, thay đổi chế độ dinh dưỡng nhằm cắt giảm lượng tiêu thụ thịt gia súc của con người./.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
- Bouwman, A.F. (1990). Exchange of Greenhouse Gases between Terrestrial Ecosystems and the Atmosphere.In: Soils and the Greenhouse Effect, John Wiley and Sons, New York, 61-127.
- Phạm Thị Tuấn, Lê Huy Bá (2009). Khí mê tan trong nông nghiệp và biến đổi khí hậu. Báo cáo chuyên đề, Trường Đại học Công nghiệp, Tp.HCM, 2009.
- wikipedia.org/wiki/