Trong khi CO₂, CH₄ và NOₓ thường là những cái tên quen thuộc khi nhắc đến biến đổi khí hậu và ô nhiễm môi trường, thì amoniac (NH₃) – một hợp chất không mùi, không màu nhưng hoạt tính cao – lại ít được công chúng để ý, dù tác động của nó đối với hệ sinh thái không hề nhỏ. Trong những năm gần đây, ngày càng nhiều nghiên cứu cho thấy amoniac không chỉ là một sản phẩm phụ của chăn nuôi và công nghiệp hóa chất, mà còn là một trong những nguyên nhân chính làm suy thoái đa dạng sinh học, phá vỡ cấu trúc thảm thực vật, và làm mất cân bằng các chuỗi thức ăn trong tự nhiên.
Amoniac có khả năng phát tán trong không khí ở khoảng cách ngắn, lắng đọng nhanh chóng xuống đất và nước, đồng thời phản ứng hóa học với các chất khác để tạo thành axit hoặc nitơ hoạt tính. Chính những đặc tính này khiến nó có ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp lên mọi tầng bậc của hệ sinh thái – từ vi sinh vật đất, thực vật, động vật nhỏ, đến các loài thủy sinh và chim di cư. Tác động của amoniac không phải là điều gì đột ngột hay dễ nhận thấy ngay lập tức, mà âm thầm diễn ra qua thời gian, làm thay đổi dần các hệ sinh thái mà chúng ta vẫn tưởng là ổn định.
Câu hỏi không còn là liệu amoniac có hại hay không, mà là: Mức độ ảnh hưởng của nó sâu rộng tới đâu, và chúng ta có đang đánh giá đúng mức độ nghiêm trọng của vấn đề này?
Tác động phức hợp của amoniac lên đất, nước và không khí
Amoniac được thải ra môi trường chủ yếu từ hoạt động chăn nuôi, phân bón hóa học và công nghiệp hóa chất. Một phần lớn lượng amoniac trong tự nhiên đến từ quá trình phân hủy ure, protein và chất thải hữu cơ trong chuồng trại, đặc biệt ở các trang trại quy mô lớn hoặc hệ thống nuôi công nghiệp kín. Tuy nhiên, điều đáng lo ngại không nằm ở chỗ phát thải ban đầu, mà ở chuỗi phản ứng hóa học mà amoniac kích hoạt khi đi vào môi trường.
Trong không khí, amoniac dễ dàng kết hợp với các hợp chất chứa lưu huỳnh (SO₂) và nitơ oxit (NOₓ) để tạo ra các hạt bụi mịn thứ cấp (PM₂.₅). Đây là loại bụi có kích thước siêu nhỏ, có thể xâm nhập sâu vào phổi và hệ tuần hoàn của người, gây ra nhiều bệnh lý mãn tính. Một phần amoniac khác sẽ nhanh chóng bị lắng đọng lên bề mặt đất và mặt nước, làm tăng hàm lượng nitơ không mong muốn trong các hệ sinh thái tự nhiên.
Khi rơi xuống đất, amoniac làm thay đổi pH đất, tăng độ kiềm hoặc tạo ra quá trình nitrat hóa quá mức. Điều này ảnh hưởng đến hoạt động của hệ vi sinh vật có ích và làm giảm khả năng giữ chất dinh dưỡng của đất. Về lâu dài, nó làm giảm độ mùn, tăng nguy cơ xói mòn và khiến đất dễ trở nên chai cứng hoặc mất cân bằng khoáng.
Hình ảnh cho thấy tác động của ô nhiễm amoniac từ trang trại gia cầm đến địa y và rêu than bùn tại đầm lầy Moninea, một khu bảo tồn thiên nhiên đặc biệt ở Bắc Ireland.
Nguồn: M.A. Sutton và cộng sự (2011).
Khi lắng đọng xuống nước, amoniac và các hợp chất nitơ liên quan thúc đẩy quá trình phú dưỡng, làm nở rộ tảo, giảm oxy hòa tan và giết chết các loài thủy sinh nhạy cảm. Nhiều hồ, ao, sông ngòi ở các vùng chăn nuôi tập trung đã ghi nhận hiện tượng “nước chết” – nơi hệ sinh thái dưới nước hoàn toàn bị đảo lộn do lượng nitơ và photpho vượt ngưỡng tự nhiên.
Từ góc độ môi trường học, điều đáng lo ngại không phải là sự có mặt của amoniac – vì nitơ vốn là thành phần thiết yếu trong vòng tuần hoàn sinh học – mà là mức độ mất kiểm soát trong phát thải và thiếu chiến lược xử lý tổng thể, khiến một hợp chất cần thiết trở thành mối nguy lan rộng và khó đảo ngược.
Hệ sinh thái phản ứng ra sao? Từ vi sinh vật tới đa dạng sinh học
Khi lượng amoniac trong môi trường vượt ngưỡng hấp thụ tự nhiên, hệ sinh thái không chỉ bị “ô nhiễm” theo nghĩa hóa học, mà còn trải qua những biến đổi cấu trúc tinh vi và lâu dài. Một trong những thay đổi đầu tiên thường xảy ra ở tầng vi sinh vật – nhóm đóng vai trò nền tảng cho hệ sinh thái đất và nước.
Nồng độ amoniac cao làm thay đổi nhanh chóng mật độ và sự đa dạng của vi sinh vật có lợi. Các nhóm vi khuẩn cố định đạm, phân giải mùn hoặc tạo liên kết với rễ cây thường giảm mạnh, trong khi các vi khuẩn nitrat hóa hoặc vi khuẩn ưa kiềm có xu hướng phát triển áp đảo. Hệ quả là đất bị mất cân bằng sinh học, hoạt động chuyển hóa dinh dưỡng chậm lại và hiệu quả hấp thụ chất khoáng của cây trồng giảm đi rõ rệt.
Ở tầng thực vật, hiện tượng “giàu nitơ” bất thường do lắng đọng amoniac có thể khiến một số loài cỏ dại hoặc cây thân mềm phát triển mạnh, lấn át các loài đặc hữu, từ đó làm mất cấu trúc ban đầu của thảm thực vật. Nhiều nghiên cứu tại châu Âu đã ghi nhận sự sụt giảm đáng kể của các loài rêu địa y và thực vật hoang dại ở vùng đồng cỏ, chỉ sau một thời gian ngắn tiếp xúc với nồng độ amoniac cao trong không khí.
Địa y Old Man’s Beard (trái) và địa y Yellow Rosette Lichen (phải)
Nguồn: Guthrie et al. (2018)
Tác động không dừng lại ở thực vật. Chim, côn trùng, và các loài ăn thực vật khác cũng bị ảnh hưởng khi chuỗi thức ăn thay đổi. Một loài cỏ mất đi có thể kéo theo sự sụt giảm của hàng chục loài sinh vật phụ thuộc vào nó, dẫn đến hiệu ứng domino làm giảm đa dạng sinh học khu vực. Những thay đổi này thường diễn ra âm thầm và khó phát hiện ở giai đoạn đầu, nhưng về lâu dài tạo ra những khoảng trống sinh thái mà tự nhiên rất khó tự phục hồi.
Nhìn ở cấp độ lớn hơn, sự gia tăng phát thải amoniac – cùng với các yếu tố như phân bón hóa học và chất thải nông nghiệp – đang trở thành một trong những nguyên nhân dẫn đến suy thoái hệ sinh thái bán khô hạn, rừng ngập mặn, vùng cửa sông và đồng cỏ nhiệt đới – những vùng có vai trò quan trọng trong cân bằng khí hậu và bảo tồn đa dạng sinh học toàn cầu.
Thảm thực vật đồng cỏ đá vôi trước khi bổ sung nitơ (bên trái) và sau 3 năm bổ sung 100 kg N/ha/năm (bên phải), cho thấy các loài ưa nitơ chiếm ưu thế và đa dạng sinh học bị giảm.
Nguồn: R. Bobbink (1991)
Giải pháp từ hệ thống và vai trò của những công cụ sinh học như giấm gỗ
Trong bức tranh phức tạp về tác động môi trường của amoniac, không thể kỳ vọng vào một giải pháp duy nhất hay ngắn hạn. Việc kiểm soát và giảm thiểu tác động của amoniac đòi hỏi một tiếp cận hệ thống: từ thay đổi cách quản lý chất thải chăn nuôi, điều chỉnh liều lượng phân bón hóa học, thiết kế lại cấu trúc trang trại, cho đến đầu tư vào các công cụ sinh học có khả năng hỗ trợ tái cân bằng môi trường vi mô.
Một trong những hướng đi đang được quan tâm nhiều hơn trong những năm gần đây là sử dụng các chế phẩm sinh học có khả năng hỗ trợ xử lý mùi, hạn chế phát thải và cải thiện điều kiện sống cho vật nuôi – trong đó có giấm gỗ. Không phải mọi loại giấm gỗ đều phù hợp cho mục tiêu này, nhưng khi được sản xuất đúng quy trình, có kiểm soát thành phần và sử dụng đúng kỹ thuật, giấm gỗ có thể đóng vai trò như một chất hỗ trợ giảm phát thải khí trong chuồng trại, cải thiện hệ vi sinh trong chất nền, đồng thời khử mùi và hạn chế sự phát tán của các hợp chất chứa nitơ ra không khí.
Tại Maya Farm, chúng tôi đã theo đuổi hướng đi này từ rất sớm. Giấm gỗ của chúng tôi được sản xuất từ gáo dừa nguyên chất qua quy trình nhiệt phân khép kín, tách lọc nhiều tầng để loại bỏ các hợp chất không mong muốn và giữ lại các thành phần hữu cơ có lợi cho sinh học đất, nước và môi trường chăn nuôi. Với các ứng dụng thực tiễn trong khử mùi, cải tạo chuồng trại, xử lý đệm lót sinh học và hỗ trợ giảm thiểu vi khuẩn gây mùi, giấm gỗ của Maya Farm đang góp phần xây dựng những mô hình canh tác có trách nhiệm, ít phát thải và thân thiện hơn với hệ sinh thái xung quanh.
Chúng tôi không cho rằng giấm gỗ là giải pháp toàn diện, nhưng tin rằng nó là một mảnh ghép cần thiết trong bức tranh lớn hơn: nơi các sản phẩm sinh học, công nghệ xử lý khí, quy trình quản lý chất thải và thay đổi hành vi người dùng cùng phối hợp để giảm nhẹ tác động từ những tác nhân như amoniac – vốn nhỏ bé, vô hình nhưng có sức ảnh hưởng không thể xem nhẹ.
Tài liệu tham khảo:
Guthrie, S., Giles, S., Dunkerley, F., Tabaqchali, H., Harshfield, A., Ioppolo, B. & Manville, C., 2018. The impact of ammonia emissions from agriculture on biodiversity: An evidence synthesis. RAND Europe and The Royal Society. Available at: https://www.rand.org/pubs/research_reports/RR2695.html
