Khi phân hủy sinh học trở thành hiểm họa: Mặt trái nguy hiểm của hầm biogas quy mô nhỏ

Hầm biogas thường được ca ngợi như một giải pháp xanh cho xử lý chất thải nông nghiệp và sinh hoạt – tạo ra năng lượng và phân bón từ phân và rác hữu cơ. Nhưng đằng sau bức tranh tưởng chừng bền vững ấy là một thực tế phức tạp và đầy hiểm họa. Việc sử dụng phổ biến các hầm biogas quy mô nhỏ tại các vùng nông thôn, đặc biệt như ở Việt Nam, không chỉ dẫn đến tình trạng thừa dinh dưỡng trong hệ thống nước mà còn làm gia tăng nghiêm trọng sự lan truyền của vi khuẩn kháng kháng sinh – một hiểm họa y tế và môi trường đang bị xem nhẹ.

---

1. Mối nguy kép: Ô nhiễm dinh dưỡng và lan truyền mầm bệnh

Khi nước thải từ hầm biogas (digestate) được xả ra sông, suối hoặc đồng ruộng mà không qua xử lý, nó mang theo lượng lớn dinh dưỡng như nitơ và phospho, gây ra hiện tượng phú dưỡng, tảo nở hoa và các “vùng chết” ở các thủy vực. Nhưng nguy cơ còn lớn hơn nhiều: digestate thường chứa các mầm bệnh nguy hiểm như MRSA, Salmonella spp., E. coli, Clostridium perfringens – theo các nghiên cứu tại các hệ thống biogas xử lý phân heo ở Việt Nam.

Điều đáng lo ngại hơn là sự hiện diện của vi khuẩn kháng kháng sinh (ARB) và gen kháng kháng sinh (ARGs). Các vi khuẩn này không chỉ sống sót sau quá trình phân hủy mà còn trao đổi vật liệu di truyền với các vi khuẩn khác qua quá trình gọi là chuyển gen ngang (horizontal gene transfer). Khi nhiều nông dân cùng sử dụng nguồn nước bị ô nhiễm để dội chuồng hay tưới cây, vi khuẩn và gen kháng thuốc lan truyền khắp khu vực, từ trang trại này sang trang trại khác, tạo thành một vòng luẩn quẩn nguy hiểm.

---

2. Hầm biogas – ổ phát tán gen kháng thuốc

Các hầm biogas quy mô nhỏ không chỉ là nơi chứa chất thải – chúng còn là điểm nóng cho sự sinh sôi và phát tán gen kháng kháng sinh ra môi trường. Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng ARGs tồn tại sau quá trình phân hủy kỵ khí và được phát tán qua phân và nước thải. Đây là vấn đề tương tự như tại các nhà máy xử lý nước thải tập trung, nhưng ở quy mô phân tán, hầu như không được kiểm soát.

Thêm vào đó, việc xử lý cả phân người trong các hầm biogas hộ gia đình càng làm vấn đề thêm trầm trọng. Khoảng 30% lượng kháng sinh mà con người tiêu thụ không được chuyển hóa và bị thải ra ngoài qua nước tiểu, phân. Một nghiên cứu toàn cầu cho thấy mỗi năm có khoảng 8.500 tấn kháng sinh từ con người đi vào các hệ thống sông suối trên toàn thế giới – ngay cả sau khi đã đi qua các nhà máy xử lý nước thải.

Tình trạng ở gia súc còn nghiêm trọng hơn. Tới 70% lượng kháng sinh được sử dụng trong chăn nuôi không được chuyển hóa và bị thải ra ngoài. Nghiên cứu tại một “nông trại sinh thái” ở Trung Quốc đã phát hiện 7 loại kháng sinh khác nhau tồn tại trong cả pha lỏng và rắn của dịch thải biogas, chủ yếu ở dạng lỏng. Kết luận của nghiên cứu là: “Việc tồn tại của kháng sinh và gen kháng thuốc trong sản xuất biogas là một thách thức lớn cho thương mại hóa năng lượng biogas tại Trung Quốc và trên toàn thế giới.”

---

3. Ảo tưởng về việc “tái sử dụng dinh dưỡng”

Một trong những lý do phổ biến để khuyến khích sử dụng hầm biogas là khả năng tận dụng dịch thải làm phân bón. Nhưng thực tế cho thấy đây là một giải pháp kém hiệu quả và gây hại:

• Trong quá trình phân hủy, nitơ và phospho hữu cơ chuyển hóa thành dạng khoáng, khiến chúng dễ thất thoát hơn.
• Tại các bãi lưu trữ dịch thải, và đặc biệt khi bón ra ruộng, có thể xảy ra mất mát tới 70% tổng lượng amoniac qua bay hơi.
• Nitrat rò rỉ vào nước ngầm, và nitrous oxide (N₂O) – khí nhà kính mạnh – bay vào khí quyển.
• Phospho khoáng dễ bị rửa trôi nếu không được kiểm soát chặt.

Ngay cả khi nông dân bón phân digestate với mong muốn cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng, phần lớn các chất dinh dưỡng đó không đến được cây mà bị mất mát qua nước, không khí, hoặc bị khóa chặt trong đất. Kết quả là vùng biển chết, ô nhiễm thủy sinh, và cánh đồng chứa vi khuẩn kháng thuốc – chứ không phải mùa màng tốt hơn.

---

4. Phân bón hóa học – giải pháp tạm thời cho một vấn đề sai lầm

Trớ trêu thay, vì digestate không cung cấp đủ hoặc đúng tỷ lệ dinh dưỡng, phần lớn nông dân vẫn phải quay lại sử dụng phân bón hóa học. Như vậy, thay vì thay thế, hầm biogas chỉ trở thành một phần khác trong hệ thống sản xuất nông nghiệp lệ thuộc – với cả hai giải pháp đều dẫn đến thất thoát dinh dưỡng và ô nhiễm môi trường.

---

5. Khí mê-tan bị đốt cháy – nguồn dinh dưỡng bị bỏ phí

Trong khi một số công ty hiện đại có thể lên men khí methane thành thức ăn cho cá hoặc người (nhờ vi khuẩn tiêu thụ methane), thì hầu hết nông dân nhỏ lẻ chỉ dùng methane để nấu ăn. Nhưng khi đốt methane, các phân tử hữu ích cho sinh học bị tiêu hủy – làm đứt đoạn chuỗi dinh dưỡng đáng lẽ có thể quay trở lại nông nghiệp.

Nhiều người hiểu rằng bò ợ methane sẽ làm giảm hiệu suất tăng trưởng, hay lúa phát thải methane sẽ giảm năng suất. Nhưng ít ai nhận ra rằng việc đốt khí biogas cũng khiến dinh dưỡng hữu ích “bốc hơi”, làm ngừng các vòng tuần hoàn sinh học cần thiết cho hệ sinh thái nông nghiệp.

---

6. Đánh giá vòng đời nói gì về hầm biogas?

Các phân tích vòng đời (LCA) của hầm biogas tại Việt Nam cho thấy:

“Tổn thất khí biogas qua rò rỉ, giải phóng có chủ ý, và khí methane phát sinh từ việc lưu trữ phân làm suy giảm đáng kể lợi ích khí hậu từ việc sử dụng biogas thay cho nhiên liệu hóa thạch.”

Và:

“Hệ thống hầm biogas đang làm trầm trọng thêm vấn đề tái chế dinh dưỡng thấp từ chất thải chăn nuôi.”

Dù vậy, đã có hơn 200.000 hầm biogas quy mô nhỏ được lắp đặt tại Việt Nam, chủ yếu nhờ các dự án phát triển quốc tế như của SNV (Hà Lan). Điều này dẫn đến hậu quả khôn lường về sức khỏe và môi trường.

---

7. Không thể sửa chữa một hệ thống sai từ gốc

Một số ý kiến kêu gọi cải tiến thiết kế hầm biogas, chuyển sang nhiệt độ phân hủy cao (nhiệt sinh học) để tiêu diệt mầm bệnh, hoặc tuyên truyền lại cho người dân về vận hành. Nhưng việc cải tạo hàng trăm nghìn hầm biogas thủ công, chuyển đổi công nghệ, đào tạo người dân, là bất khả thi về mặt tài chính và quản lý.

Chúng ta đang đối mặt với một hệ thống thiết kế sai ngay từ đầu – và sửa chữa không thể thay thế được sự thay đổi mang tính hệ thống.

---

Kết luận: Đã đến lúc chuyển đổi tư duy

Hầm biogas từng được coi là giải pháp kép cho năng lượng và xử lý chất thải nông thôn. Nhưng thực tế cho thấy đây là một mắt xích trong vòng luẩn quẩn của ô nhiễm, lãng phí dinh dưỡng và kháng kháng sinh.

Chúng ta cần những mô hình nông nghiệp tuần hoàn thực sự – không đốt cháy nguồn dinh dưỡng, không phát tán mầm bệnh, và không làm gián đoạn các chuỗi sinh học cần thiết cho đất, cây và con người. Việc nhân rộng hầm biogas nhỏ lẻ không phải là giải pháp. Trái lại, nó đang trở thành một phần của vấn đề.