Một nghiên cứu gần đây của các nhà nghiên cứu tại UC Merced cho thấy, chỉ cần thêm một lượng nhỏ than sinh học-một vật liệu giống như than củi được tạo ra bằng cách đốt cháy chất hữu cơ-vào quy trình ủ phân bò sẽ có thể giảm được khoảng 84% lượng khí thải mêtan.

Ngành công nghiệp sữa là một trong những ngành chứa nguồn khí mê-tan chính ở California, chiếm 50% lượng khí thải mê-tan của tiểu bang. Việc giảm lượng khí thải này là một phần quan trọng trong các nỗ lực của tiểu bang và liên bang nhằm giải quyết các vấn đề biến đổi khí hậu hiện nay.

"Đây là một ví dụ tuyệt vời về giải pháp khí hậu chưa được khai thác. Than sinh học có thể giảm phát thải chất gây ô nhiễm từ việc đốt sinh khối ngoài trời và phát thải khí mê tan từ sinh khối đang phân hủy", Rebecca Ryals, giáo sư khoa học môi trường và đời sống cho biết.

Mặc dù công ty sữa mà các nhà nghiên cứu làm việc có sử dụng hệ thống phân hủy kỵ khí để xử lý chất thải từ đàn vật nuôi nhưng các nhà máy sữa không có công nghệ này. Kế hoạch đặt ra là làm thế nào hầu hết các công ty sữa đều có thể trang bị hệ thống phân hủy vào năm 2030 để đáp ứng các mục tiêu về khí hậu, nhưng hiện tại, chỉ một phần nhỏ thực sự sở hữu chúng.

Phân của bò sữa là một trong những nguồn chất thải hữu cơ lớn nhất trong tiểu bang. Brendan Harrison, chuyên gia nghiên cứu về sinh thái nông nghiệp của Ryals, giải thích: Các nông trại xả chất thải từ chuồng trại của họ và chất lỏng trưc tiếp chảy vào các hố lớn, không có mái che đậy, còn chất rắn được chất thành đống. Thi thoảng họ che đậy các hố này để thu khí mê-tan đưa vào máy phát điện và đốt cháy để sản xuất điện.

Harrison nói, đó thực sự là một cách làm khá tốt để giảm lượng khí thải mê-tan, dựa trên các công nghệ hiện có. Nhưng đối với các chất rắn còn lại, đây là vấn đề chính bởi vì về cơ bản, họ loại bỏ chúng bằng cách rải nó lên các cánh đồng liền kề hoặc tích trữ nó thành những gò đống lớn. Chúng ta có thể dễ dàng nhìn thấy các gò đống này khi đi ngang qua một trang trại nuôi bò sữa nào đó, được che bằng mái nhựa trắng, chèn giữ bằng lốp xe. Chúng có thể tích tụ nhiệt lớn đến mức tự bốc cháy.

Nghiên cứu này xem xét đến việc ủ phân bằng than sinh học thay vì tích trữ. Giáo sư kỹ thuật cơ khí Gerardo Diaz cho biết, than sinh học cũng cải thiện phân ủ để tạo ra loại phân bón tốt hơn cho nông dân sử dụng trên các phần đất canh tác khác của họ.

Diaz nói: “Chúng tôi tìm cách giảm lượng khí thải này nhưng cũng làm sao có thể mang lại một số lợi ích cho cộng đồng, đặc biệt là những cộng đồng chưa có dịch vụ đầy đủ. Chúng tôi đã xem xét khả năng phát triển một đơn vị lưu động mà chúng tôi có thể mang đi đến các địa điểm khác nhau để xử lý một số nguyên vật liệu ở đó”.

Nghiên cứu cho thấy những nông trại quy mô nhỏ có thể sử dụng phân bón cải tiến cho trang trại của mình để tăng năng suất hoặc bán cho những người khác cần nó.

Nhóm nghiên cứu do Diaz đứng đầu đã làm việc với Philip Verwey Dairy cũng như các đối tác công nghiệp như Golden State Carbon, LLC và sử dụng sinh khối tại địa phương.

Diaz cho biết: “Nhu cầu cấp bách là phải làm gì đó với nguồn sinh khối này vì việc đốt ngoài trời sẽ bắt đầu bị cấm từ năm 2025. Quá trình tạo than sinh học này liên quan đến quá trình đốt cháy khép kín”.

Các nhà nghiên cứu, bao gồm Diaz, Ryals và giáo sư Teamrat Ghezzehei, Asmeret Asefaw Berhe, YangQuan Chen và Catherine Keske, đã xem xét dự án này từ các góc độ khác nhau, bao gồm lượng khí thải, phân tích vòng đời, khả năng kinh tế của công việc đó và tác động của nó đến môi trường đất.

Than sinh học - được người bản địa sử dụng trong các hoạt động canh tác của riêng họ - có xu hướng tồn tại trong đất lâu hơn nhiều, nhưng tuổi thọ của than sinh học sẽ phụ thuộc vào cách tác động của hệ sinh thái đất, bao gồm nhiều loại vi khuẩn khác nhau sống ở đó lên nó. Ryals giải thích rằng, hệ sinh thái đó sẽ xác định lượng carbon tồn tại trong đất bao lâu.

Kết quả cuối cùng của nghiên cứu này cho thấy, than sinh học mang lại lợi ích cho nông dân chăn nuôi bò sữa và khí hậu, đồng thời Diaz cho biết các nghiên cứu tiếp theo sẽ xem xét các loại than sinh học khác nhau được ủ cùng với phân bò để có thể thúc đẩy nông dân áp dụng công nghệ này.

 “Việc ủ phân rắn không phải là phương pháp phổ biến, nhưng nếu chúng ta chuyển từ dự trữ sang ủ phân, thì giờ đây chúng ta chuyển từ nguồn carbon sang bể chứa carbon. Bản thân việc ủ phân là một phương pháp rất có lợi cho khí hậu. Và về cơ bản, chúng ta có thể nhân đôi tác động có lợi này bằng cách thêm một ít than sinh học vào phân trộn đó”, Ryals bày tỏ.

Công trình nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Khoa học & Công nghệ Môi trường.

P.T.T (NASATI), theo https://phys.org/news/2022-12-easy-dairy-farmers-climate-impact.html, 2/12/2022