Phân và nước tiểu của gia súc, gia cầm là các chất thải gây ô nhiễm môi trường. Các chất thải của chăn nuôi không những có hại cho sức khỏe của người và vật nuôi mà còn gây ra hiệu ứng nhà kính.
Nitơ trong phân và nước tiểu bị vi khuẩn phân giải cho ra khí amoniac, trong điều kiện hiếu khí, amoniac biến thành nitrat. Nitrat trong điều kiện yếm khí lại bị vi khuẩn biến thành nitrit (NO2) và các oxit nitơ như NO, N2O; các khí này bay lên tầng khí quyển, gây hiệu ứng nhà kính. Phần nitrat không bị vi khuẩn yếm khí phân giải đi vào đất, rồi xuống tầng nước ngầm.
Như vậy, nitơ trong phân và nước tiểu động vật nuôi là tác nhân gây hiệu ứng nhà kính và gây ô nhiễm nguồn nước ngầm. Ngoài phân và nước tiểu, động vật nhai lại còn thải ra khí metan (CH4), khí này cũng là một tác nhân gây hiệu ứng nhà kính.
Cần phải nhắc lại khái niệm hiệu ứng nhà kính.
Khi chúng ta trồng rau trong nhà kính, ánh sáng mặt trời chiếu vào nhà kính, đất và cây trồng trong nhà kính nhận năng lượng mặt trời, phát ra bức xạ nhiệt, bức xạ nhiệt bị không khí và hơi nước trong nhà kính hấp phụ làm cho không gian trong nhà kính ấm lên.
Trái đất bị bao phủ bởi một lớp bụi, hơi nước và khí quyển, tạo ra một nhà kính khổng lồ. Bức xạ nhiệt của mặt trời là bức xạ có sóng ngắn nên dễ dàng xuyên qua tầng ozon và lớp khí CO2 để đi tới mặt đất, ngược lại bức xạ nhiệt từ trái đất phóng ngược lên trời là bước sóng dài, không có khả năng xuyên qua lớp khí CO2 và bị lớp khí này cùng với hơi nước trong khí quyển giữ lại làm cho nhiệt độ bầu khí quyển bao quanh trái đất tăng lên.
Như vậy, lớp khí CO2 có tác dụng như một lớp kính giữ nhiệt của trái đất. Nếu không có hiệu ứng nhà kính tự nhiên này trái đất sẽ bị băng giá với nhiệt độ thấp tới –15°C.
Tuy nhiên, nếu các khí nhà kính hình thành ngày càng nhiều thì lại làm cho nhiệt độ trái đất tăng lên. Các nghiên cứu cho thấy trong khoảng thời gian từ 1885 đến 1940 do nồng độ CO2 trong khí quyển tăng từ 0,027% đến 0,035%, nhiệt độ trái đất đã tăng 0,5oC. Dự báo, nếu không có biện pháp khắc phục hiệu ứng nhà kính, nhiệt độ trái đất sẽ tăng lên 1,5 - 4,5oC vào năm 2050. Nhiệt độ trái đất tăng sẽ làm tan băng và làm mực nước biển dâng cao, các đồng bằng lớn và nhiều vùng sản xuất lương thực trù phú, các khu đông dân cư, sẽ bị chìm dưới nước biển.
Bên cạnh CO2 còn có một số khí khác cũng được gọi chung là khí nhà kính như các khí oxit nitơ (NO, NO2, N2O), metan (CH4), CFC (chlorofluorocarbone). Khả năng hấp thụ nhiệt của các khí nhà kính được xếp theo thứ tự sau: CO2>CFC>CH4>O3 >NO2 (so với khí CO2, khí oxit nitơ có khả năng hấp thụ nhiệt bức xạ mặt trời cao hơn 296 lần, khí metan cao hơn 23 lần…).
Khí hiệu ứng nhà kính hình thành ngày càng lớn là do hoạt động của con người, bao gồm việc đốt các nhiên liệu hóa thạch, phá rừng… Các chất thải của chăn nuôi cũng góp phần không nhỏ, lượng khí oxit nitơ và metan do chăn nuôi tạo ra chiếm lần lượt tới 65% và 37% so với tổng các lượng khí này có trong bầu khí quyển. Tổ chức Luơng Nông Thế giới (FAO) còn cho rằng khí thải chăn nuôi gây hiệu ứng nhà kính còn lớn hơn khí thải do các xe ôtô cộng lại (dẫn theo Vnexpress ngày 1/12/2006).
Để hạn chế tác hại ô nhiễm của khí thải chăn nuôi cần có nhiều biện pháp, tuy nhiên biện pháp gắn chăn nuôi với hệ thống VAC phải được coi là một biện pháp quan trọng.
Trong hệ thống VAC phân và nước tiểu được sử dụng để bón cho cây trồng và một phần cho cá. Một trang trại nuôi 1.000 đầu lợn thịt, mỗi năm thải ra khoảng 1.500 tấn phân lỏng, nếu lượng nitơ trong phân là 0,42% và lượng P2O5 là 0,32% thì lượng phân lợn thải ra hàng năm của trang trại này tương đương với khoảng 15 tấn phân urê và 30 tấn phân lân, đây là một nguồn phân hữu cơ quý giá, nếu sử dụng cho cây trồng thì có thêm sản phẩm cây trồng và tránh ô nhiễm môi trường. Lượng phân thải ra nếu được sử dụng để làm biogas trước khi bón cho cây trồng thì lại có thêm nhiên liệu cho chế biến thức ăn, chạy máy, thắp sáng…Phân qua xử lý biogas còn diệt được vi khuẩn và ký sinh trùng gây bệnh, là nguồn thức ăn nuôi cá vừa giầu dinh dưỡng vừa sạch.
Cần phải chú ý tính toán sao cho số đầu gia súc cân đối với diện tích đất trồng trọt và diện tích mặt nước nuôi cá để tận dụng hết nguồn chất thải, hạn chế thấp nhất sự ô nhiễm.
VAC là một một hệ sinh thái độc đáo và sáng tạo của Việt Nam, không những chỉ cung cấp đa dạng các chất dinh dưỡng cho bữa ăn hàng ngày cho người nông dân mà còn góp phần hạn chế ô nhiễm môi trường của chăn nuôi một cách hiệu quả.
Những chế tài để hạn chế ô nhiễm môi trường do chăn nuôi gây ra đã có trong luật môi trường, tuy nhiên cần gắn chặt những chế tài này với hệ thống VAC.