Gyvulininkystė vaidina lemiamą vaidmenį pasaulinėje maisto gamyboje ir tūkstantmečius buvo vietinio kraštovaizdžio ir ekosistemų dalis. Gyvulininkystės sektoriaus svarba teikiant žmonių visuomenei maistą, pajamas, užimtumą yra plačiai pripažįstama. Tačiau, tuo pačiu metu mokslinių tyrimų ir politikos bendruomenės vis labiau supranta, kad spartus pasaulinės gyvulininkystės produktų gamybos ir vartojimo augimas prisideda prie daugelio rimtų aplinkosaugos problemų, iš kurių labiausiai pastebimas didelis sektoriaus indėlis į klimato pokyčius (Herrero et al., 2011).
Sparti žemės ūkio plėtra yra neatsiejama nuo šiltnamio efektą sukeliančių dujų (ŠESD) ir amoniako emisijų, bei klimato kaitos. Svarbiausių dujų, anglies dioksido (CO2), metano (CH4) ir azoto oksido (N2O) bei amoniako (NH3) koncentracija atmosferoje per pastaruosius 150 metų labai padidėjo. Gyvulininkystės sistemos yra vienas pagrindinių šaltinių, kuris sukelia atmosferos taršą vietos ir pasaulio mastu. Gyvulininkystės produkcijos ir jos šalutinių produktų išmetamos šiltnamio efektą sukeliančios dujos sudaro apie 18% viso pasaulio išmetamo kiekio (Wei et al., 2018)
Apibendrinant pagal sektorius, didžiausias su gyvulininkyste susijęs šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimas ES yra iš pieno ir jautienos sektoriaus. Danijoje didžiausia bendro išmetamų teršalų dalis susidaro kiaulių sektoriuje, o Vengrijoje ir Graikijoje didelę dalį ŠESD išmeta paukštienos sektoriuje. ES pieno ir jautienos sektorius išmeta daugiau kaip 70%. ŠESD, gautų auginant gyvulius. Kiaulių sektoriuje susidaro apie 16% ŠESD išmetimų, o paukštininkystės sektoriuje – apie 6%.Du šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimo šaltiniai iš žemės ūkio, kurių indėlis santykinai didelis, yra 36% CH4 išmetimas iš žarnyno fermentacijos ir 28% N2O išmetimas iš dirvožemio. Iš mėšlo saugyklų išmetamas ŠESD kiekis sudaro 13 proc., trąšų gamyba – 11 proc., dirvų įdirbimas ir kalkinimas – 7%, iškastinio kuro sunaudojimas – 3,2%, elektra – 3,2% (Lesschen et al., 2011)
Lietuvos antropogeninės veiklos indėlis Europos mastu (EU-28) ŠESD kiekyje CO2 ekvivalentu vertinamas apie 0,5%, pasaulio mastu – 0,04% (Eurostat, 2019; European Commission, 2019 ). Tačiau ir toks iš esmės mažas kiekis nuolat prisideda prie atmosferos šiltnamio efekto didinimo. Pagal išmetamų ŠESD kiekį, Lietuvoje žemės ūkio sektorius yra antroje vietoje, kuriame iš viso susidarė 21,6% nuo bendrai išmesto ŠESD kiekio. Pagrindiniai išmetamųjų kenksmingų dujų šaltiniai yra metano ir azoto suboksido dujos.
Azoto suboksidas (N2O) formuojasi anaerobinėje aplinkoje vykstant denitrifikacijos procesui kraikiniame ir skystajame mėšle (garuoja iš dirvos, kai vyksta mėšlo ir kitų organinių atliekų denitrifikacija). Mokslininkų atliktais skaičiavimais, gyvulininkystei tenka 65% dėl žmogaus veiklos atsirandančio azoto suboksido – šios dujos sulaiko saulės šilumą 296 kartus veiksmingiau negu anglies dioksidas (Bagdonienė, 2013). Lietuvoje žemės ūkio sektoriuje susidaręs N2O sudaro 85,6% viso N2O kiekio (AAA, 2019).
Metanas (CH4) formuojasi anaerobinėje šiltoje aplinkoje. Gyvulininkystei tenka 37% dėl žmonių veiklos susidariusio metano. Tris ketvirtadalius viso žemės ūkio metano išskiria gyvulių (daugiausiai atrajojančių) virškinimo sistema, likusią dalį – mėšlas (Bagdonienė, 2013). Lietuvoje žemės ūkio sektoriuje susidaręs CH4 sudaro 54,5% viso CH4 kiekio (AAA, 2019).
Sieros vandenilis (H2S) – labai nuodingos dujos, kurios gaminasi pūvant baltymams anaerobinėmis sąlygomis, t.y. kai skystas mėšlas kanaluose laikomas ilgiau kaip tris savaites. Šios dujos kenkia gyvuliams ir žmonių sveikatai, tačiau dėl išsiskiriančio mažo kiekio žalos gamtai nepadaro (Bagdonienė, 2013; Bleizgys, Čėsna, 2012).
Amoniakas laikomas atmosferos teršalu, kuris dėl didelio tirpumo vandenyje reaguoja atmosferoje, sudarydamas amonio (NH4+) junginius (Bagdonienė, 2013; McIlroy et al., 2019). Šie junginiai gali sukelti rimtų aplinkosauginių problemų tokių, kaip eutrofikacija, dirvožemio rūgštėjimas, nitratų išplovimas į gruntinius vandenis, oro tarša, patogenų plitimas ir prisidėti prie šiltnamio efekto. Amoniakas, taip pat, gali būti pavojingas žmonių sveikatai. Kietosios amoniako dalelės, kurių skersmuo yra 2,5 mikronai ar mažiau, gali prasiskverbti giliai į plaučius ir sukelti rimtų sveikatos problemų, tokių kaip kvėpavimo takų ar širdies bei kraujagyslių sistemos sutrikimai. Šios dalelės taip pat prisideda prie miglos formavimo (Bagdonienė, 2013; EPA, 2004; Ngwabie, 2011; Huijsmans, 2003, Nkoa, 2014; Van der Stelt et al., 2007; McIlroy et al., 2019; Hagenkamp-Korth, 2015; Martínez-Lagos et al., 2013). Be to, NH3 garavimo iš gyvulių mėšlo metu, ūkininkai praranda vertingus išteklius, nes amoniakinio azoto praradimas sumažina to mėšlo trąšų kokybę, o žemės ūkio sistemoms dažnai reikia papildomo azoto papildymo naudojant mineralines azotines trąšas (McIlroy et al., 2019; Martínez-Lagos et al., 2013).
Gyvulininkystėje amoniako į aplinką išsiskiriama 83-91% nuo bendrosios emisijos žemėje (t.y. apie 8–9 mln. tonų per metus) (Van der Stelt et al., 2007; McIlroy et al., 2019; Martínez-Lagos et al., 2013). Lietuvoje dėl žemės ūkio veiklos per metus išgaruoja apie 25000 t (Bagdonienė, 2013). Daugiausia amoniako išsiskiria į aplinką laikant galvijus (apie 50% bendrosios amoniako emisijos žemės ūkyje), kiaules – 20–22%, paukščius – 7–21%, naudojant mineralines trąšas – 9–18%, o laikant arklius, avis bei kitus gyvūnus – 3–9%. Ypač amoniakas intensyviai garuoja iš šlapimo (Bagdonienė, 2013; Bleizgys, Čėsna, 2012; Zhao et al., 2016).
Šiltnamio efektą sukeliančių dujų ir amoniako išmetimas 28 ES valstybių narių žemės ūkio sektoriuje nuo 1990 m. iki 2017 m. atitinkamai sumažėjo 19% ir 30% (Bagdonienė, 2013; EEA, 2019). Būtent Lietuvoje, išmetamų ŠESD kiekis žemės ūkio sektoriuje šiuo laikotarpiu sumažėjo 2 kartus, nuo 9 040 kt CO2 ekv. 1990 m. iki 4 403 kt CO2 ekv. 2017 m. (AAA, 2019). Šį sumažėjimą daugiausia lėmė mažėjanti gyvulių, ypač melžiamų karvių, populiacija (dėl pieno kvotų nustatymo), ekonominis žlugimas Rytų ir Šiaurės Europoje (periodas iki 2000 m.), bei ES ir nacionalinės politikos ir priemonių apibrėžimas ir įgyvendinimas (Lesschen et al., 2011; AAA, 2019). Tačiau to nepakanka, reikia ir toliau siekti mažinti ŠESD kiekį gyvulininkystės sektoriuje. Garnett (2009) išskyrė keturis būdus, kaip švelninti gyvulininkystės sektorių, daugiausia dėmesio skiriant produktyvumo gerinimui, vadybos sistemos pakeitimui, produkcijos valdymui ir gyvulių skaičiaus mažinimui. Pirmiesiems trims metodams gali būti taikomos techninės priemonės, o ketvirtajam metodui gali prireikti struktūrinių pakeitimų. Taigi taikant turimas žinias, pasitelkiant inovacijas ir didinat žemės ūkio subjektų sąmoningumą, šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekį galima sumažinti visose žemės ūkio gamybos srityse.
Mantas Rubežius, 2020 04 08
Detalus informacijos šaltinių sąrašas:
AAA. 2019. Aplinkos apsaugos agentūra. Šiltnamio efektą sukeliančių dujų tendencijos. 2019 m. ataskaita. Prieiga per: http://klimatas.gamta.lt/cms/index?rubricId=5c8c1038-d997-47a7-bc77-58b993e282c1
Bagdonienė I. 2013. Amoniako emisija iš galvijų mėšlo kintančių mikroklimato veiksnių aplinkoje. Disertacijos rankraštis. Aleksandro Stulginskio universitetas. Akademija: 91 p.
Bleizgys R., Čėsna J. 2012. Gyvulininkystės technologijų inžinerija. Mokomoji knyga. Akademija: ASU leidybos centras, 72 p.
EPA. 2004. National Emission Inventory—Ammonia Emissions from Animal Husbandry Operations. Draft Report. 131 p.
European Commission. Fossil CO2 and GHG emissions of all world countries, 2019 report. Prieiga per: https://edgar.jrc.ec.europa.eu/overview.php?v=booklet2019
Eurostat. 2019. Total greenhouse gas emissions by countries, 1990-2017 (Million tonnes of CO2 equivalents). Prieiga per: https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/index.php?title=File:Total_greenhouse_gas_emissions_by_countries,_1990-2017_(Million_tonnes_of_CO2_equivalents).png#file
.png#file){kind=link}
Garnett T. 2009. Livestock-related greenhouse gas emissions: impacts and options for policy makters Environ. Sci. Policy. Vol. 12, P. 491-503.
Hagenkamp-Korth F., Haeussermann A., Hartung E., Reinhardt-Hanisch A. 2015. Reduction of ammonia emissions from dairy manure using novel urease inhibitor formulations under laboratory conditions. Biosystems Engineering. Vol. 130, P. 43-51.
Herrero, M., Gerber, P., Vellinga, T., Garnett, T., Leip, A., Opio, C., Westhoek, H.J., Thornton, P.K., Olesen, J., Hutchings, N., Montgomery, H., Soussana, J.F., Steinfeld, H., McAllister, T.A.. 2011. Livestock and greenhouse gas emissions: The importance of getting the numbers right. Anim. Feed Sci. Technol. Vol. 166-167, P. 779-782.
Huijsmans J.F.M. 2003. Manure application and ammoniavolatilization. Disertacijos rankraštis.Wageningen University. Wageningen: 160 p.
Lesschen, J.P., van den Berg, M., Westhoek, H.J., Witzke, H.P., Oenema, O. 2011. Greenhouse gas emission profiles of European livestock sectors. Anim. Feed Sci. Technol. Vol. 166-167, P. 16-28.
Martínez-Lagos J., Salazar F., Alfaro M., Misselbrook T. 2013. Ammonia volatilization following dairy slurry application to a permanent grassland on a volcanic soil. Atmospheric Environment. Vol. 80, P. 226-231.
McIlroy J. P., McGeough K. L., Laughlin R. J., Carolan R. 2019. Abatement of ammonia emissions from dairy cow house concrete floor surfaces through additive application. Biosystems Engineering. Vol. 188, P. 320-330.
Ngwabie N. M. 2011. Gas Emissions from Dairy Cow and Fattening Pig Buildings. Effects of Animal Parameters, Climatic Factors and Manure Management on Methane and Ammonia Emissions. Disertacijos rankraštis. Swedish University of Agricultural Sciences. Alnarp: 72 p.
Nkoa R. 2014. Agricultural benefits and environmental risks of soil fertilization with anaerobic digestates: a review. Agronomy for Sustainable Development. Vol. 34, P. 473–492.
Van der Stelt B.,. Temminghoff E.J.M, Van Vliet P.C.J., Van Riemsdijk W.H. 2007. Volatilization of ammonia from manure as affected by manure additives, temperature and mixing. Bioresource Technology. Vol. 98, P. 3449–3455.
Zhao L., Hadlocon L.J. S., Manuzon R.B., Darr M.J., Keener K.M., Heber A.J., Ni J. 2016. Ammonia concentrations and emission rates at a commercial poultry manure composting facility. Biosystems Engineering. Vol. 150, P. 69-78.
Wei, S., Bai, Z.H., Chadwick, D., Hou, Y., Qin, W., Zhao, Z.Q., Jiang, R.F., Ma, L., 2018. Greenhouse gas and ammonia emissions and mitigation options from livestock production in peri-urban agriculture: Beijing – A case study. J. Clean. Prod. Vol. 178, P. 515-525.