Llygredd Aer: Allyriadau Amonia

Dr Natalie Meades: IBERS, Prifysgol Aberystwyth.

Rhagfyr 2023

• 
• Mae amonia yn nwy di-liw gydag arogl nodweddiadol sy’n cael ei ystyried yn llygrydd aer.
• Gall amonia effeithio’n negyddol ar iechyd pobl a da byw yn dilyn ei anadlu. At hynny, gall amonia adweithio gyda chyfansoddion eraill yn yr atmosffer i greu deunydd gronynnol eilaidd sy’n cynnwys amoniwm sy’n gallu effeithio’n negyddol ar iechyd resbiradol a chardiofasgwlaidd.
• Gall amonia hefyd effeithio’n andwyol ar yr amgylchedd, lle mae’n gallu cyfrannu at asideiddio priddoedd, ewtroffigedd a cholli bioamrywiaeth mewn ecosystemau.
• Caiff cyfran helaeth o allyriadau amonia eu cynhyrchu gan y diwydiant amaeth o dda byw (carthion a storio tail a slyri) a defnyddio gwrteithiau organig ac anorganig. O ganlyniad, ceir ymdrechion i leihau allyriadau amonia o fewn y diwydiant amaeth yng Nghymru a’r DU.

Allyriadau amonia yng Nghymru a’r DU

Mae Amonia (NH₃) yn nwy di-liw gydag arogl nodweddiadol a gynhyrchir o brosesau naturiol (diraddio deunydd organig, gweithgaredd folcanig) a dynol (amaethyddiaeth, diwydiant, trin gwastraff). Yn ogystal, mae amonia yn cael ei ystyried yn llygrydd aer sy’n gallu effeithio’n andwyol ar iechyd a’r amgylchedd (Ffigur. 1). Mae’n bwysig felly bod strategaethau’n cael eu rhoi ar waith i leihau allyriadau amonia ynghyd â llygryddion aer eraill. Un ffordd o wneud hynny yw adolygu a mynd i’r afael â gweithgareddau anthropogenig.

Mae llywodraeth y DU wedi gosod Rheoliadau Terfynau Uchaf Allyriadau Cenedlaethol (NECR), sef targedau lleihau allyriadau er mwyn lleihau llygryddion yn yr aer. Er mwyn i’r DU gyflawni targedau NECR 2030, mae'n rhaid i allyriadau amonia fod 16% yn is o'u cymharu â lefelau sylfaenol a gofnodwyd yn 2015. Yn ôl Rhestrau Llygryddion Aer Lloegr, yr Alban, Cymru a Gogledd Iwerddon: 2005-2021 amcangyfrifwyd fod allyriadau amonia yng Nghymru yn 23 kt yn 2021, a chredir bod hynny’n gyfrifol am 9% o gyfanswm allyriadau amonia'r DU am y flwyddyn honno. Mae’r mesurau a gynigir gan Lywodraeth Cymru i helpu Llywodraeth Cymru i gyrraedd targedau NECR ar gael o fewn Cynllun Aer Glân i Gymru.

Ffigur 1: Effaith amonia ar iechyd a’r amgylchedd AHDB.

Caiff cyfran sylweddol o allyriadau amonia eu cynhyrchu gan y diwydiant amaeth, ac fe amcangyfrifwyd bod gweithgareddau amaethyddol wedi cynhyrchu 87% o gyfanswm allyriadau amonia yn y DU yn 2021 (Ffigur. 2). Yn ôl y Cynllun Aer Glân i Gymru, credir bod amaethyddiaeth yn cyfrannu tuag at 85% o allyriadau amonia yng Nghymru.  Felly ceir llawer o ddiddordeb mewn lleihau allyriadau amonia o fewn y diwydiant amaeth. Gellir gweld dadansoddiad o allyriadau amonia fesul sector yn Ffigur 3, sy’n dangos mai gwartheg (bîff a llaeth) yw un o’r cyfranwyr mwyaf tuag at allyriadau amonia o fewn diwydiant amaeth y DU. Mae hyn yn gysylltiedig i raddau helaeth ag anifeiliaid yn cael eu magu mewn systemau dwys a dan do, ynghyd â rheoli tail a slyri, a fydd yn cael eu trafod yn nes ymlaen yn yr erthygl hon. Mae’n bwysig felly bod strategaethau’n cael eu gweithredu i leihau allyriadau amonia ar ffermydd o safbwynt effeithiau amonia ar iechyd a’r amgylchedd. Mae erthygl dechnegol flaenorol yn trafod gwahanol opsiynau ar gyfer lleihau allyriadau amonia drwy storio gwrtaith a thechnegau gwasgaru ar dir. Cliciwch y ddolen i ddarganfod mwy am hyn.

Sut caiff amonia ei gynhyrchu?

O fewn y diwydiant amaeth, caiff amonia ei gynhyrchu’n bennaf o wastraff da byw (wrin, ysgarthion) a storio a gwasgaru’r tail a’r slyri hwnnw ar y tir. Caiff nitrogen dietegol dros ben neu nitrogen nad oes modd ei dreulio neu ei ddefnyddio ar gyfer cynhyrchiant (llaeth, wyau) ei ysgarthu o’r corff ar ffurf wrea o fewn wrin mamaliaid, ar ffurf asid wrig mewn ysgarthion adar neu ar ffurf nitrogen organig yn yr ysgarthion. Mae wrea ac asid wrig yn gallu cael ei droi’n amonia gan ensymau a gynhyrchir gan ficro-organebau penodol o fewn yr ysgarthion. Felly, mae cymysgu wrin ac ysgarthion i greu tail neu slyri yn cynyddu’r broses hon.  O ganlyniad, mae llawer o amonia yn cael ei gynhyrchu gan anifeiliaid sy’n cael eu cadw dan do (ar loriau, mewn gwasarn ac o dan loriau delltog), o storfeydd tail neu slyri, ac yn dilyn gwasgaru tail neu slyri fel gwrtaith ar y tir. Mae allyriadau amonia yn is ar gyfer da byw sy’n cael eu magu yn yr awyr agored gan nad yw’r anifeiliaid fel arfer yn ysgarthu neu’n rhyddhau wrin yn yr un mannau. Fodd bynnag, mae amonia yn dal i gael ei gynhyrchu, a gellir gweld hynny o amgylch wrin, lle gall wrea o fewn yr wrin gael ei droi’n amonia gan ficro-organebau penodol sy’n cynhyrchu wreas o fewn y pridd. Yn ogystal, mae defnyddio gwrteithiau nitrogen anorganig (yn enwedig rhai’n seiliedig ar wrea) hefyd yn cyfrannu at allyriadau amonia.

Mae’r prosesau biogemegol i’w gweld yn Ffigur 4. Yn gryno, gall asid wrig ym mhresenoldeb ocsigen a dŵr, gael ei droi’n garbon deuocsid ac amonia gan yr ensym uricase, a gall yr ensym wreas ddiraddio wrea i greu carbon deuocsid ac amonia. Yn ogystal, gall unrhyw broteinau  heb eu treulio yn y carthion gael eu diraddio i greu asidau amino ac amonia gan yr ensym uricase, wreas neu fetaboledd microbaidd.  

Ffigur 4: Hafaliadau a gyflwynwyd gan Behera, et al. (2013)

Amonia ac Iechyd

Gellir disgrifio amonia fel llidiwr sy’n gallu bod yn niweidiol i iechyd pan geir gormodedd o gyswllt. Adroddwyd bod symptomau nodweddiadol cyswllt gydag amonia yn cynnwys llid ar y llygaid, y trwyn a’r gwddf, cur pen, cyfog, dolur rhydd, crygni, dolur gwddf, peswch, tyndra yn y frest, gorlawnder trwynol, crychguriad y galon, diffyg anadl, blinder a newid yn yr hwyliau. At hynny, adroddwyd y gallai symptomau ysgafn o gyswllt ag amonia ddigwydd ar lefel mor isel â 5 ppm, gyda symptomau mwy amlwg yn digwydd ar lefel o 30 ppm. Felly mae’n bwysig nad yw amgylcheddau gwaith a siediau da byw yn cynnwys lefelau anniogel o amonia o ran iechyd dynol ac iechyd da byw.

Mae amonia hefyd yn llygrydd aer ac yn cyfrannu at ansawdd aer gwael. Mae amonia yn gyfansoddyn anweddol sy’n gallu anweddu i’r atmosffer, lle mae ei gylch bywyd yn gymharol fyr, sef ychydig o oriau. Fodd bynnag, mae hyd oes amonia yn gallu ymestyn ychydig ddyddiau pan fydd yn cymysgu gyda nwyon eraill yn yr atmosffer, megis sylffwr deuocsid (SO2) ac ocsidau nitraidd (NOx). Mae cymysgu’r nwyon hyn yn arwain at ffurfio deunydd gronynnol eilaidd sy’n cynnwys amoniwm, megis amoniwm sylffad ac amoniwm nitrad. Mae’r deunydd gronynnol hwn yn cynnwys gronynnau mân iawn (solid, hylif neu ddefnynnau) sy’n cael eu dal yn yr aer, a gellir eu dosbarthu’n ddau grŵp yn seiliedig ar faint, gyda PM10 yn cynrychioli gronynnau ≤10μm mewn diamedr a PM2.5 yn cynrychioli gronynnau ≤2.5μm mewn diamedr. Yn achos deunydd gronynnol  sy’n deillio o amonia, mae gronynnau’n cael eu hystyried yn PM2.5. Gall y deunydd gronynnol gael ei gludo dros bellteroedd mawr, ac felly gall effeithio ar leoliadau sy’n bell oddi wrth y tarddiad (yn rhanbarthol). Yn ogystal, ceir pryderon sylweddol o ran deunydd gronynnol ac iechyd. Gwelwyd bod anadlu deunydd gronynnol dros gyfnod hir yn effeithio’n negyddol ar iechyd anadlol a chardiofasgwlaidd, a chredir fod PM2.5 yn gallu treiddio’n ddwfn i’r ysgyfaint, ac o bosibl i fynd i mewn i’r gwaed, felly gall effeithio’n negyddol ar organau eraill yn y corff.  

Amonia a’r Amgylchedd

Fel y trafodwyd yn flaenorol, gall amonia gael ei gynhyrchu o ysgarthion da byw, lle mae micro-organebau penodol yn y carthion neu yn y pridd yn cynhyrchu ensymau sy’n gallu trawsnewid cyfansoddion nitrogenaidd yn amonia. Mae amonia yn gyfansoddyn anweddol ac mae’n gallu anweddu i’r atmosffer dan amodau penodol. Yna gall amonia gael ei ollwng yn ôl ar y tir ar ôl ychydig oriau drwy waddodiad sych. Ymhellach, gall amonia adweithio gyda llygryddion eraill yn yr atmosffer i ffurfio deunydd gronynnol sy’n cynnwys amoniwm. Mae hyd oes y deunydd hwn yn hirach o fewn yr atmosffer, a gellir ei gario ymhellach cyn cael ei ollwng ar y tir ar ffurf dyddodiad gwlyb. Ymhellach, gall amonia ac ïonau amoniwm gael eu trawsnewid yn ïonau nitraid (NO₂^-) ac yna’n ïonau nitrad drwy broses a elwir yn nitreiddio. Mae’r prosesau hyn oll yn rhan o’r gylchred nitrogen (Ffigur. 5), sy’n broses fiolegol cwbl normal, lle gall planhigion ddefnyddio  nitrogen mewn proses a elwir yn gymathiad. Fodd bynnag, mae problemau’n codi pan fo gormodedd o nitrogen yn y system. Gan fod amonia yn cynnwys nitrogen, mae’n gallu cyfrannu at lygredd nitrogen.

Ffigur 5: Y gylchred nitrogen Aczel, (2019).

Gall lefelau uchel o nitrogen mewn priddoedd fod yn wenwynig i rywogaethau planhigion penodol. Yn ogystal, gall lefelau uchel o nitrogen arwain at addasiadau i rywogaethau planhigion o fewn cymunedau, gyda phlanhigion sy’n hoff iawn o nitrogen yn dominyddu dros blanhigion sy’n llai goddefgar o nitrogen. O ganlyniad, gall hyn arwain at golledion bioamrywiaeth mewn ecosystemau. Un ecosystem benodol sydd dan fygythiad yw coetiroedd hynafol, lle mae cynnydd mewn nitrogen wedi dangos effeithiau negyddol ar blanhigion, ffyngau, cennau a mwsoglau pwysig, gan felly effeithio ar fioamrywiaeth coetiroedd. Yn ogystal, gall crynodiadau amonia uchel yn y pridd hefyd effeithio’n niweidiol ar iechyd y pridd. Caiff ionau hydrogen (H⁺) eu cynhyrchu yn ystod y broses nitreiddio, sydd yn ei dro yn achosi i pH y pridd leihau, gan arwain at asideiddio’r priddoedd. At hynny, gall nitrogen dros ben yn y pridd gael ei golli drwy drwytholchi i ffynonellau dŵr daear neu ar ffurf dŵr ffo, gan fynd i mewn i gyrsiau dŵr. Gellir defnyddio’r nitrogen fel swbstrad ar gyfer planhigion ac algae penodol a chyfrannu at ewtroffigedd.

Crynodeb

Mae amonia yn nwy di-liw gydag arogl pendant a gynhyrchir drwy brosesau naturiol ac anthropogenig. Mae amonia yn cael ei ystyried yn llygrydd aer, ac felly mae’n gallu effeithio’n negyddol ar ansawdd aer. Yn ogystal, mae amonia yn cael ei ystyried yn llidiwr ac mae’n gallu adweithio gyda nwyon eraill yn yr atmosffer i ffurfio deunydd gronynnol, ac felly effeithio’n andwyol ar iechyd pobl a da byw. Gall gormod o amonia gyfrannu at lygredd nitrogen, ac felly gall effeithio’n negyddol ar yr amgylchedd, lle gall gyfrannu at asideiddio priddoedd, ewtroffigedd a cholledion bioamrywiaeth o fewn ecosystemau. Caiff cyfran sylweddol o allyriadau amonia anthropogenig ei gynhyrchu gan y diwydiant amaeth, lle mae da byw yn gyfrifol am gyfran helaeth o’r allyriadau. Yn ogystal, mae gwasgaru gwrtaith organig ac anorganig hefyd yn cyfrannu at gynhyrchiant amonia. Felly mae angen lleihau allyriadau amonia drwy addasu gweithgareddau anthropogenig.