VẬT LIỆU PHÂN HỦY SINH HỌC: SỰ THẬT HAY DỐI TRÁ – P2

Chuyện gì sẽ xảy ra khi mình quăng mấy thứ vật liệu phân hủy này đi? Thì nó sẽ phân hủy, giống như trái xoài, hộp nho mình mua để lâu thì nó sẽ bị đen, bị chua, bị mốc và bị phân hủy. Tùy vào điều kiện môi trường, cấu trúc của chúng sẽ bị tấn công bởi các tác nhân như nhiệt độ, hơi ẩm/nước, oxy trong không khí thông qua các phản ứng hóa học hoặc các vi sinh vật gồm vi khuẩn, vi trùng, dòi, bọ, nấm, mốc thông qua các phản ứng sinh hóa học. Vi sinh dùng oxy để phân hủy thực phẩm thì gọi là phân hủy hiếu khí, bị vi sinh phân hủy mà ko dùng oxy thì gọi là phân hủy thiếu khí/kị khí.

Quá trình phân hủy của vật chất hữu cơ.

Quá trình phân hủy sẽ biến đổi, cắt các mạch phân tử dài thành các chất đơn giản hơn, trọng lượng phân tử thấp như khí CO2 hoặc CH4 (tùy vào con đường phân hủy bằng quá trình hiếu khí hoặc kị khí), nước, H2S, acid béo, các hợp chất chứa lưu huỳnh, ni tơ, phốt pho v.v tùy thành phần. Các hợp chất này để ngoài môi trường hở sẽ là môi trường sống cho côn trùng, vi khuẩn vi trùng gây bệnh. Chúng cũng có thể thấm xuống đất mang theo các loại mầm bệnh này xuống mạch nước ngầm. Trong đó, CO2 và CH4 là những khí thải nhà kính, góp phần làm trầm trọng hóa vấn đề biến đổi khí hậu và ấm lên toàn cầu. Khi những vật liệu phân hủy cũng như rác thải hữu cơ được đưa đến các bãi chôn lấp và phải phân hủy trong điều kiện kị khí, chúng sẽ sản sinh ra một lượng lớn khí methane CH4 – là loại khí thải nhà kính có tác động gấp 28 – 36 lần CO2 [1] trong việc ấm lên toàn cầu. Nếu không có biện pháp thu hồi, khí methane có thể tích trữ với nồng độ cao tại các bãi chôn lấp, gây ra nhiều nguy cơ cháy nổ do nó là một loại nhiên liệu khí đốt. Hiện nay các nước phát triển đều yêu cầu phân loại rác thải rắn hữu cơ để đưa vào các hầm ủ compost để làm phân bón hoặc các nhà máy phân hủy nhằm sản xuất biogas làm nhiên liệu. H2S và NH3 mặc dù lượng nhỏ hơn nhưng cũng rất độc hại do mùi hôi thối, tính gây độc, ăn mòn và dễ cháy nổ. H2S và CH4 cũng là những loại khí gây mùi hôi thối, giảm chất lượng sống ở các khu vực xung quanh bãi tập kết rác, bãi chôn lấp.

Chúng ta đã bàn đến tác động của quá trình phân hủy vật liệu phân hủy sinh học và rác thải hữu cơ tại các bãi chôn lấp, bãi tập kết rác hở trên đất liền. Rồi giờ chuyện gì sẽ xảy ra khi bạn quăng đống này vô ao, hồ, sông, suối, biển? Tất nhiên, như trên, là chúng sẽ phân hủy. 

Người ta hay nói vật liệu phân hủy sinh học sẽ có thể phân hủy đến cuối cùng thành các chất đơn giản, không độc hại với môi trường. Tuy nhiên, nếu được xả thải trực tiếp vào môi trường tự nhiên, đặc biệt là môi trường nước, chúng sẽ có thể siết cổ hệ sinh thái thủy sinh bằng cách lấy đi lượng oxy ít ỏi trong nước cho chính quá trình phân hủy này.

Hàm lượng oxy trong không khí là khoảng 20 – 21% nhưng hàm lượng oxy hòa tan trong nước thấp hơn rất nhiều (10 – 8 mg/L)[2]. Oxy hòa tan trong nước có nguồn gốc từ oxy hòa tan từ không khí và oxy do quang hợp của các loại cây cỏ thủy sinh. Oxy trong nước, ngoài cho các loài thủy sinh như động vật, thì thực vật cũng phải hô hấp và tiêu hao oxy. Quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ cũng sẽ tiêu hao oxy sẵn có trong thực phẩm hoặc lấy oxy từ môi trường (không khí/oxy hòa tan trong nước). Do đó, oxy trong nước sẽ bị chia sẻ và cạnh tranh giữa các loài động thực vật thủy sinh cũng như các loài vi sinh vật để phân hủy hết các vật chất hữu cơ, các vật liệu phân hủy sinh học tồn tại trong nước nữa.

Gánh nặng của các chất hữu cơ phân hủy hoàn tan trong nước sẽ được biểu thị qua hàm lượng BOD – biological oxygen demand – nhu cầu oxy sinh học – tức lượng oxy cần thiết để phân hủy hết các chất hữu cơ mà vi sinh vật có thể phân hủy sinh học và COD – chemical oxygen demand – nhu cầu oxy hóa học – tức bao gồm BOD và lượng oxy cần thiết để phân hủy hết tất cả những chất hữu cơ (bao gồm cả những chất mà vi sinh vật không phân hủy được – tức độc hại với vi sinh vật) [6].

Nhu cầu oxy sinh học (BOD) – Nguồn: Youtube

Nếu hàm lượng chất hữu cơ và các thứ phân hủy được có mặt trong nước quá cao, chúng sẽ đòi hỏi lượng oxy rất lớn để vi sinh vật phân hủy và làm giảm hàm lượng oxy vốn đã rất hạn chế này đến mức làm cho cá tôm không có oxy để thở. Nếu nhà bạn có nuôi cá chắc bạn cũng hiểu là nếu mình cho quá nhiều đồ ăn vào trong hồ thì cá không ăn hết, đồ ăn phân hủy sẽ làm dơ nước, không những ko tốt cho cá mà còn làm cá chết do chất lượng nước bị xấu đi. Như vậy, nước có quá nhiều chất hữu cơ là nước không tốt cho cá, do đó, nhiệm vụ chính của các nhà máy xử lý nước thải là phải giảm bớt hàm lượng các chất hữu cơ này bằng cách nuôi vi sinh cho chúng ăn và phân hủy hết các chất hữu cơ này thành CO2 và nước, v.v., rồi sau đó mới thải ra môi trường để giảm lượng oxy chúng sẽ tiêu hao, để dành oxy cho các loài thủy sinh. [6]

Khi nước thải có hàm lượng hữu cơ cao không qua xử lý được đổ xuống ao, hồ, nhất là các nơi có nước tù nước đọng, không có nước tuần hoàn, hay ngay cả sông suối, biển thì rất dễ thấy cá và các động vật thủy sinh chết. Khi cá chết thì lại tạo ra 1 đống biomass cần phải phân hủy, tiêu hao oxy và làm tăng hàm lượng chất dinh dưỡng (nitrogen và phospho), giống như chúng ta đang bón thêm phân cho tảo rêu trong hồ thì chúng lại phát triển mạnh và gây chết động vật thủy sinh – gọi là hiện tượng phú dưỡng (eutrophication). Cuối cùng khu vực đó sẽ trở thành khu vực chết (dead zones). Một vài ví dụ là hồ Tây, sông Nhuệ hay các kênh nước thải như kênh Nhiêu Lộc thời xưa, – nơi mà hiện tượng cá chết xảy ra như một thói quen, do xả thải nước thải sinh hoạt với hàm lượng hữu cơ quá cao.

Dead zones – các khu vực chết – đã xảy ra từ lâu ở quy mô lớn hơn tại các vùng biển ven bờ khắp nơi trên thế giới và tuy nó thường là hệ quả của việc phân bón giàu đạm và phốt pho dùng cho nông nghiệp bị rửa trôi theo nước mưa hoặc theo các dòng suối. Tuy nhiên, khi xu hướng sử dụng các loại vật liệu phân hủy hoặc các vật liệu có nguồn gốc thực vật tăng lên và cứ nghĩ rằng nó phân hủy được thì mình muốn quăng đâu thì quăng, thì rất có thể chúng ta cũng sẽ gia tăng số lượng và diện tích của các khu vực chết này, cả ở các hồ nước mặt và ở biển.

Có nhiều bạn cứ cổ súy sử dụng vật liệu phân hủy và cho rằng nếu chúng ta dùng vật liệu phân hủy thì sẽ không gặp phải ô nhiễm rác thải nhựa như bây giờ. Tuy nhiên, bạn cứ nghĩ đi, toàn bộ lượng rác thải nhựa trôi nổi trên đại dương đều phân hủy được thì chúng sẽ tiêu hao một lượng oxy khổng lồ và làm chết tất cả các loài sinh vật, chết ngay lập tức do ngộp thở. Thêm nữa, các chất độc, chất hữu cơ, các thứ hóa chất hòa tan vào nước làm sao bạn thấy được. Chỉ tới khi cá chết dọc bờ biển, dạt vào bờ, ngửa bụng nổi trắng bè hay hồ Tây thì bạn mới thấy. Và không như nhựa là bạn biết bạn vứt ra bao nhiêu, nhưng nếu bạn dùng và vứt các loại rác hữu cơ và phân hủy được thì bạn đâu hề biết mình vừa “xì hơi” bao nhiêu CO2, CH4, H2S, NH3 vào không khí cũng như đã tước đoạt đi bao nhiêu oxy trong không khí, trong nước (chỉ cho quá trình phân hủy) đâu nhỉ.

Phương pháp xử lý rác chủ yếu hiện nay tại Việt Nam vẫn là các bãi tập kết rác lộ thiên hoặc chôn lấp. Từ trước tới giờ mình vẫn cho rằng những phương pháp xử lý rác này đều là kém hiệu quả, ẩn chứa nguy hiểm tiềm tàng giống như những quả bom nổ chậm vậy vì tất cả các loại rác thải độc hại bị dồn vào 1 chỗ thay vì được xử lý đúng cách và kiểm soát ô nhiễm. Rác thải hữu cơ thì khi phân hủy sẽ tạo ra khí thải ô nhiễm, gây mùi hôi thối, trở thành môi trường sống cho côn trùng, vi khuẩn vi trùng gây bệnh. Nước rỉ rác có thể thấm xuống đất mang theo các chất độc hại, mầm bệnh gây ô nhiễm đất và mạch nước ngầm. Mùi hôi thối của các bãi tập kết rác từ hỗn hợp các sản phẩm phân hủy như CH4, H2S, NH3, v.v. có thể ảnh hưởng tới sức khỏe và chất lượng cuộc sống của những người dân sinh sống gần khu vực bãi rác. Còn các loại rác vô cơ khác như kim loại mà chôn lấp không kiểm soát cũng sẽ bị rỉ sét hư hại tạo ra 1 lượng lớn kim loại nặng thấm xuống đất. Đối với các loại rác có thể tái chế thì chôn lấp là một kiểu thất thoát và lãng phí tài nguyên rất lớn.

Do đó, chúng ta cần phải thúc đẩy việc phân loại rác để kiểm soát tốt hơn tác động cuối vòng đời của rác thải và tăng hiệu năng thu hồi vật chất. Vật liệu phân hủy thường tạo ra nhiều mùi hôi thối cũng như các sản phẩm phân hủy có thể làm nhiễm bẩn, gây gián đoạn, khó khăn cho quá trình xử lý và tái chế các loại rác có thể tái chế khác. Vì thế, vật liệu phân hủy cần phải được phân loại và tách riêng ra khỏi các loại rác vô cơ để được xử lý bằng các phương pháp tốt hơn như ủ compost hoặc ủ kỵ khí thu hồi biogas để chuyển hóa thành năng lượng chứ không nên vứt lung tung để tự phân hủy trong môi trường tự nhiên. Hạ tầng xử lý rác, đặc biệt là rác hữu cơ của Việt Nam vẫn còn chưa thực sự hoàn thiện, phương pháp xử lý phổ biến vẫn là chôn lấp, do đó việc sử dụng bao bì hay vật liệu phân hủy này chưa chắc đã tạo ra được sự khác biệt gì so với việc sử dụng bao bì hay vật liệu nhựa, nếu không nói là có thể làm trầm trọng hơn các vấn đề ô nhiễm môi trường.

Tác động tiêu cực của quá trình sản xuất vật liệu phân hủy

Ngoài đoạn cuối vòng đời không mấy đẹp đẽ và ẩn chứa nguy hiểm tiềm tàng cho các loài sinh vật thì đoạn đầu đời của vật liệu phân hủy cũng không phải kiểu “thiên thần rơi từ trên thiên đàng” xuống Trái Đất. Các vật liệu phân hủy này cũng phải được khai thác, sản xuất từ thiên nhiên, phải trồng trọt, đánh bắt mà ra. Như mình cũng đã viết, vấn đề dead zones, các khu vực chết ở các vùng ven biển khắp nơi trên thế giới phần lớn là do ô nhiễm phân bón từ hoạt động nông nghiệp mà ra.

Nguyên liệu sản xuất vật liệu phân hủy/vật liệu gốc thực vật thường là thực phẩm (bắp, lúa mì, khoai, gạo, v.v), là đồ ăn đó bạn, trong khi Xóa đói (No Hunger) vẫn luôn là mục tiêu phát triển bền vững đứng top trong danh sách của UN bao nhiêu năm qua bởi chưa được giải quyết triệt để mà càng ngày càng trầm trọng hơn (báo cáo của FAO cho thấy có khoảng 690 triệu người đang hứng chịu tình trạng thiếu thực phẩm/suy dinh dưỡng – tăng thêm gần 60 triệu trong vòng 5 năm qua) (FAO, 2020)[3].

Quá trình trồng trọt bắp, lúa mì, khoai, gạo cũng tiêu tốn tài nguyên như đất, nước, phân bón, thuốc trừ sâu, cũng tạo ra phát thải hạng nặng như khí methane và ammonia và CO2 do tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch (xăng dầu) để chạy các loại máy móc, vật tư nông nghiệp. Ngay cả những nguồn tài nguyên có sẵn mà con người chỉ đơn giản là đi vào rừng chặt, ra đồng khai thác như tre, nứa, cỏ bàng cũng cần phải có thời gian để phục hồi. Xưa người ta nói rừng vàng biển bạc, rừng đầy cây, biển đầy cá, nhưng giờ đâu còn được như vậy khi chúng ta đang khai thác mọi thứ với tốc độ chóng mặt, để rồi giờ rừng bị tàn phá nặng nề, biển bị đánh bắt quá mức đến mức hệ sinh thái suy yếu luôn. Để phục vụ một lượng dân số đông đảo, nhu cầu tăng vọt thì nhà sản xuất, khai thác cũng cần phải cân nhắc xem nguồn tài nguyên thiên nhiên có dồi dào đến như vậy không và khả năng phục hồi để hướng đến khai thác bền vững, còn không mà cứ đi chặt trụi, khai thác triệt để thì chẳng mấy chốc “ta chẳng còn ai” đâu nhe.

Ngoài ra, do không thu hồi được vật liệu phân hủy ở cuối vòng đời bằng tái chế, chỉ có thể ủ phân hủy thu hồi biogas, do đó chúng ta luôn cần phải sản xuất mới để bù vào lượng mất đi. Do đó, vật liệu phân hủy thuộc về nền kinh tế tuyến tính (linear economy) chứ không phải là nền kinh tế tuần hoàn, và chúng ta vẫn sẽ phải khai thác – sản xuất – thải bỏ và lặp lại.

Không!

Thứ 1, vật liệu phân hủy có thể thay thế nhựa trong một số trường hợp, và do đó lượng tiêu thụ nhựa có thể giảm. Tuy nhiên, nhựa không thể bị thay thế hoàn toàn, ít nhất là trong tương lai trước mắt, không phải là vì nó tiện lợi và rẻ, mà do những tính chất ưu việt của nó trong rất nhiều mặt của cuộc sống. Vật liệu phân hủy chỉ có thể giải quyết 1 phần vấn đề rác thải nhựa mà thôi.

Thứ 2, nguyên nhân của vấn đề ô nhiễm nhựa không phải ở chuyện nó không phân hủy nên sử dụng vật liệu phân hủy không thể giải quyết vấn đề này. Nguyên nhân nằm ở hành vi xả thải bừa bãi và sự yếu kém, thiếu trách nhiệm của chúng ta trong việc xử lý rác, dẫn đến một lượng lớn rác thải nhựa rò rỉ ra ngoài tự nhiên. Cũng bởi vì việc phân hủy hay không nó không phải là nguyên nhân chính của khủng hoảng rác thải, nên việc chuyển đổi này không có tác dụng nào đáng kể trong việc giải quyết vấn đề này mà có khi còn có hệ lụy đáng sợ hơn đó là tâm lý hài lòng và dễ dãi hơn trong việc vứt rác bừa bãi do họ đã giải quyết được cái “vấn đề” khó phân hủy rồi.

Hiểu sai về nguyên nhân của vấn đề ô nhiễm nhựa sẽ khiến một số người cho rằng vật liệu phân hủy là giải pháp cho vấn đề này và dẫn đến những hậu quả nghiêm trọng hơn cho hệ sinh thái nếu người ta cứ mang tâm lý “Đây là vật liệu phân hủy được – các bạn cứ xài và vứt thoải mái nhé”. Nhiều công ty còn mạnh dạn quảng cáo cho sản phẩm của mình là “Degradable material is an insurance policy against litter” (lmao). Mình xin phép trích dẫn tuyên bố của Hiệp hội Nhựa sinh học Châu Âu để nói về vấn đề này:

“Hiệp hội nhựa sinh học châu Âu (European Bioplastics) không ủng hộ bất kỳ tuyên bố nào cho rằng nhựa sinh học là giải pháp cho vấn đề xả rác bừa bãi. Xả rác bừa bãi được định nghĩa là việc xả thải rác thiếu trách nhiệm và không phải là một phương thức xử lý rác hợp lý/được chấp nhận.

Nhựa phân hủy sinh học thường được xem là giải pháp cho vấn đề này bởi chúng có thể bị phân hủy bởi các vi sinh vật mà không tạo ra các chất độc hại trong và sau quá trình phân hủy. Tuy nhiên, quá trình phân hủy sinh học chỉ có thể diễn ra trong những điều kiện nhất định. Các sp phù hợp cho với quy trình ủ phân hủy compost (như quy định trong tiêu chuẩn EN 14432) sẽ thích hợp với điều kiện phân hủy trong bồn ủ chứ không phù hợp với điều kiện ngoài tự nhiên.

Người tiêu dùng cần phải hiểu và luôn luôn ý thức rằng bất kỳ loại bao bì nào cũng cần phải được xả bỏ đúng nơi và xử lý đúng cách. Chôn lấp là hình thức gây lãng phí lượng lớn tài nguyên. Dù đây vẫn là một trong những hình thức xử lý rác chính ở một số nước châu Âu, nhiều nỗ lực để loại bỏ hình thức chôn lấp này đang diễn ra. Năm 2014, khoảng 31% rác thải nhựa được chôn lấp, thấp hơn 7% so với năm 2012. Hiệp hội nhựa sinh học châu Âu ủng hộ lệnh cấm chôn lấp sản phẩm nhựa và bất kỳ biện pháp nào để tăng cường tái chế và thu hồi rác thải/tài nguyên nhựa.

Nhựa phân hủy sinh học trong môi trường đại dương:

Xả rác bừa bãi vào đại dương là một trong những vấn nạn chính đe dọa môi trường. Một phần lớn rác thải trên biển là nhựa bắt nguồn từ nhiều nguồn như hoạt động tàu bè trên biển, quản lý kém rác thải chôn lấp từ đất liền và hoạt động xả rác tự do của con người. Sự tồn tại lâu dài của rác thải nhựa có thể là mối đe dọa lớn đến môi trường biển nếu không được giải quyết tốt.

Tại những khu vực mà rác phân hủy (biowaste) được thu gom, túi rác phân hủy sinh học có thể được dùng để phân loại và ủ phân hủy thay vì bị chôn lấp, nhờ đó giảm được lượng túi nhựa tới được đại dương. Tuy vậy, không nên xem nhựa phân hủy sinh học là một giải pháp cho các vấn đề xả rác bừa bãi ra đại dương. Chúng ta không bao giờ nên cổ súy hay CHẤP NHẬN việc xả rác bừa bãi, cho dù là trên bờ hay dười biển – bất kể là loại nhựa (hay vật liệu nào). Thay vì thế, chúng ta nên chú trọng vào các biện pháp giáo dục và phổ biến thông tin để nâng cao nhận thức và thúc đẩy các hình thức thu gom, xử lý rác hợp lý và có thể được kiểm soát chặt chẽ hơn.”

—

Nói chung tâm lý thích đổ lỗi thay vì nhận thức về lỗi lầm và trách nhiệm của mình chính là thứ đẻ ra phong trào bài trừ đồ nhựa và nó cũng sẽ là thứ đẻ ra tâm lý vứt rác phân hủy tràn lan nếu không có ai chỉnh đốn lại góc nhìn và tâm lý đổ lỗi và dễ dãi này. Người đã quen đổ lỗi thì cái gì họ cũng có thể đổ lỗi được. Còn thì để giải quyết một vấn đề, mình cho rằng trước hết là chúng ta phải hiểu đúng về vấn đề, thành thật và thẳng thắn thừa nhận cái sai, cái chưa tốt của mình và thay đổi từ bên trong mình trước khi đổ lỗi cho vật liệu.

Vật liệu phân hủy sinh học có tồn tại và có thể đưa ra một lựa chọn tốt hơn để xử lý các loại bao bì, rác thải khó tái chế hoặc các loại đồ dùng 1 lần. Tuy nhiên, chúng cũng tiềm ẩn nhiều vấn đề ở giai đoạn sản xuất, sử dụng và thải bỏ. Hiện nay hạ tầng quản lý và xử lý rác thải của Việt Nam cũng chưa phải là tối ưu để xử lý vật liệu phân hủy sinh học. Do đó, chúng ta cần phải nỗ lực giải quyết các vấn đề còn tồn đọng trước, bao gồm việc nâng cao ý thức, trách nhiệm giữ gìn vệ sinh môi trường, chống lại những hành vi ích kỷ, thiếu trách nhiệm như vứt rác bừa bãi, thúc đẩy thói quen phân loại rác, cải thiện hệ thống xử lý rác của Việt Nam. Đừng dễ dãi cho rằng vật liệu phân hủy sinh học sẽ giải quyết được vấn đề ô nhiễm nhựa. Đừng khuyến khích hay dung dưỡng những hành vi ích kỷ và tiêu dùng thiếu trách nhiệm như vậy, các bạn à. Vật liệu nào cũng có vẻ đẹp và ưu thế riêng của nó. Hãy biết trân trọng tất cả những gì bạn đang có trong hiện tại, sử dụng vật liệu khôn ngoan hơn và điều chỉnh tư duy, thái độ tiêu dùng của mình trước đã nhé. 

Huỳnh Bảo Ngọc 

24.05.2021

--- 

[1] https://www.epa.gov/ghgemissions/understanding-global-warming-potentials

[2] https://www.fondriest.com/environmental-measurements/parameters/water-quality/dissolved-oxygen/

[3] Food And Agriculture Organization Of The United Nations (2020). STATE OF FOOD SECURITY AND NUTRITION IN THE WORLD 2020: Transforming food systems for affordable healthy diets. S.L.: Food & Agriculture Org.