นักวิทย์ญี่ปุ่นเตือน ภัยเงียบจากปุ๋ย! ยิ่งใช้ โลกยิ่งร้อน

ไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบสำคัญของสิ่งมีชีวิต โดยคิดเป็นประมาณ 78% ของบรรยากาศโลก และมีบทบาทในการสร้างโปรตีนและสารพันธุกรรม อย่างไรก็ตาม ไนโตรเจนในอากาศส่วนใหญ่อยู่ในรูปก๊าซที่มีความเสถียรสูง สิ่งมีชีวิตจำนวนมากจึงไม่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ได้โดยตรง

จุดเปลี่ยนสำคัญเกิดขึ้นเมื่อมนุษย์พัฒนากระบวนการฮาเบอร์-บอช (Haber-Bosch Process) ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ทำให้สามารถผลิตแอมโมเนียจากไนโตรเจนและไฮโดรเจนในระดับอุตสาหกรรม และนำไปผลิตปุ๋ยเคมีเพื่อเพิ่มผลผลิตทางการเกษตร

เทคโนโลยีดังกล่าวมีส่วนสำคัญในการเพิ่มปริมาณอาหารให้เพียงพอต่อประชากรโลกที่ขยายตัวจากประมาณ 1,600 ล้านคนในช่วงปี 2443 เป็นมากกว่า 8,000 ล้านคนในปัจจุบัน โดยผู้เชี่ยวชาญประเมินว่าไนโตรเจนประมาณครึ่งหนึ่งในอาหารที่มนุษย์บริโภคทุกวันนี้ มีที่มาจากปุ๋ยที่ผลิตด้วยกระบวนการดังกล่าว

แต่ความสำเร็จด้านการผลิตอาหารกลับมาพร้อมต้นทุนทางสิ่งแวดล้อมมหาศาล เพราะพืชสามารถดูดซึมไนโตรเจนจากปุ๋ยที่ใส่ลงในพื้นที่เกษตรได้เพียงประมาณ 50% ส่วนที่เหลืออาจสูญเสียออกสู่ดิน น้ำ และอากาศ กลายเป็นสารประกอบไนโตรเจนที่ก่อให้เกิดมลพิษ

หนึ่งในปัญหาสำคัญคือการปล่อยก๊าซไนตรัสออกไซด์ หรือ N2O ซึ่งเป็นก๊าซเรือนกระจกที่มีบทบาทสำคัญต่อภาวะโลกร้อน รองจากคาร์บอนไดออกไซด์และมีเทน ขณะเดียวกันสารประกอบไนโตรเจนอื่น ๆ ยังมีส่วนทำให้เกิดฝนกรด มลพิษทางอากาศ และภาวะสารอาหารสะสมในแหล่งน้ำมากเกินไป ซึ่งอาจกระตุ้นการเติบโตของสาหร่ายและทำให้ระบบนิเวศทางน้ำเสียสมดุล

นอกจากนี้ การผลิตปุ๋ยไนโตรเจนในอุตสาหกรรมยังต้องใช้พลังงานจำนวนมาก โดยกระบวนการผลิตแอมโมเนียแบบดั้งเดิมอาศัยไฮโดรเจนที่ได้จากก๊าซธรรมชาติ ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงฟอสซิล จึงมีการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากกระบวนการผลิตด้วยเช่นกัน

ผลกระทบยังขยายไปถึงสุขภาพมนุษย์ โดยสารประกอบไนโตรเจนมีส่วนเกี่ยวข้องกับการเกิดฝุ่นละอองขนาดเล็ก PM2.5 และมลพิษโอโซนระดับพื้นดิน ซึ่งเพิ่มความเสี่ยงต่อโรคระบบทางเดินหายใจและโรคหัวใจและหลอดเลือด

ในประเทศญี่ปุ่น สารประกอบที่มีไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบ เช่น แอมโมเนียมและไนเตรต มีส่วนต่อมวลฝุ่น PM2.5 โดยเมื่อคำนวณในรูปปริมาณไนโตรเจนคิดเป็นประมาณ 10–20% ของมวลฝุ่นทั้งหมด ขณะที่มูลค่าความเสียหายทางเศรษฐกิจจากมลพิษไนโตรเจนทั่วโลกในปี 2553 ถูกประเมินไว้สูงถึง 1.2 ล้านล้านดอลลาร์สหรัฐ

อีกหนึ่งประเด็นที่นักวิทยาศาสตร์ให้ความสำคัญคืออุตสาหกรรมปศุสัตว์ เนื่องจากการผลิตเนื้อสัตว์ต้องใช้พืชอาหารสัตว์จำนวนมาก โดยเฉพาะการผลิตเนื้อวัว ซึ่งมีประสิทธิภาพในการเปลี่ยนไนโตรเจนจากอาหารสัตว์ไปเป็นไนโตรเจนในเนื้อสัตว์เพียงประมาณ 10% ทำให้เกิดการสูญเสียไนโตรเจนในกระบวนการผลิตเป็นจำนวนมาก

ศาสตราจารย์ฮายาชิจึงเสนอให้ปรับเปลี่ยนแนวทางการจัดการไนโตรเจน ตั้งแต่การใช้ปุ๋ยอย่างมีประสิทธิภาพ การนำมูลสัตว์กลับมาใช้เป็นปุ๋ยอินทรีย์ ไปจนถึงการลดขยะอาหาร เพราะอาหารทุกชนิดต้องใช้ทรัพยากรและไนโตรเจนในการผลิต หากอาหารถูกทิ้งโดยไม่ได้บริโภค ก็เท่ากับสูญเสียทรัพยากรเหล่านั้นไปโดยเปล่าประโยชน์

ขณะเดียวกัน ญี่ปุ่นได้ประกาศแผนปฏิบัติการระดับชาติด้านการจัดการไนโตรเจนอย่างยั่งยืนในปี 2567 ซึ่งถือเป็นประเทศแรกที่มีแผนลักษณะดังกล่าว แม้ยังไม่มีเป้าหมายเชิงตัวเลขที่ชัดเจน แต่เป็นจุดเริ่มต้นสำคัญในการผลักดันให้การจัดการไนโตรเจนกลายเป็นประเด็นด้านสิ่งแวดล้อมระดับนโยบาย

ประเด็นดังกล่าวยังเป็นหัวข้อสำคัญของการประชุม International Nitrogen Conference ครั้งที่ 10 ซึ่งเริ่มขึ้นที่เมืองเกียวโต ประเทศญี่ปุ่น วันที่ 2 พฤศจิกายน 2569 ภายใต้แนวคิดการจัดการไนโตรเจนอย่างยั่งยืนเพื่อคนรุ่นอนาคต โดยมีเป้าหมายเชื่อมโยงองค์ความรู้ทางวิทยาศาสตร์เข้ากับการกำหนดนโยบายเพื่อลดผลกระทบจากไนโตรเจนส่วนเกิน

ท้ายที่สุด นักวิทยาศาสตร์ย้ำว่า ไนโตรเจนไม่ใช่สิ่งที่มนุษย์ต้องเลิกใช้ เพราะยังจำเป็นต่อการผลิตอาหารและการดำรงชีวิต แต่สิ่งสำคัญคือการใช้อย่างมีประสิทธิภาพและลดการสูญเสียโดยไม่จำเป็น โดยเฉพาะการลดขยะอาหารและปรับพฤติกรรมการบริโภค เพราะวิกฤตสิ่งแวดล้อมไม่ได้เกิดจากการใช้ทรัพยากรเพียงอย่างเดียว แต่เกิดจากการใช้มากเกินกว่าที่ธรรมชาติจะรองรับได้ และการตัดสินใจของมนุษย์ในวันนี้จะเป็นตัวกำหนดคุณภาพชีวิตของคนรุ่นต่อไป