المفارقة الرهيبة لتلوث الهواء وتغير المناخ.. التأثيرات على صحة الإنسان تفوق كل التوقعات
بعض أنواع تلوث الهواء تعمل على إبطاء ظاهرة الاحتباس الحراري لكن على حساب ملايين الوفيات سنويًا
المصادر الملوثة للهواء – مثل الانفجارات البركانية، وحرائق الغابات ، والمصانع الصناعية – تنبعث منها جميعها جزيئات تعكس الضوء وتبرد الكوكب، لكي نكون واضحين تمامًا: هذا لا يعني على الإطلاق أن تلوث الهواء أمر جيد، ففي نهاية المطاف، يساهم تلوث الهواء في 7 ملايين حالة وفاة مبكرة سنويا على مستوى العالم. يجب أن يكون تحسين جودة الهواء هدفًا رئيسيًا في جميع أنحاء الكوكب.
ثاني أكسيد الكبريت هو واحد من العديد من جزيئات الهباء الجوي التي تعكس ضوء الشمس ويمكن أن تعمل على جعل درجات الحرارة العالمية أكثر برودة مما قد تكون عليه.
قال المراسل جوس أبيلجاس في بث تلفزيوني عام 1991 عن الثوران البركاني المستمر لجبل بيناتوبو في الفلبين: “الدخان كثيف جدًا، مثل فطر داكن في السماء”، “إنه مثل ما رأيناه في هيروشيما”.
بعد 500 عام من السكون، يمثل انفجار جبل بيناتوبو في يونيو واحدًا من أكبر الأحداث البركانية في القرن العشرين، أجبر الثوران ما يقرب من 30.000 من سكان إيتا الأصليين على إخلاء المنطقة المجاورة، وقتل أكثر من 200 شخص (توفي 426 شخصًا إضافيًا في الأشهر الثلاثة التي أعقبت الانفجار بسبب سوء الأوضاع في مناطق الإخلاء).
كما أرسل الثوران سحابة من غاز الكبريت إلى الغلاف الجوي بارتفاع 28 ميلاً، أو خمسة جبال إيفرست مكدسة فوق بعضها البعض، وبينما غطى ما يقرب من قدم من الرماد الموحل المنطقة المحيطة، اختلط غاز الكبريتيك مع بخار الماء في الهواء، مما أدى إلى تكوين طبقة من مركب حمضي عاكس أدى إلى تبريد الأرض لمدة عامين.
نعم، هذا صحيح: لقد أدى الانفجار البركاني الساخن إلى جعل الكوكب أكثر برودة.
زيادة الفيضانات والحرائق وموجات الحر الكاسحة
أدى ثوران بركان جبل بيناتوبو إلى انخفاض درجات الحرارة العالمية مؤقتًا بحوالي 0.9 درجة فهرنهايت، لا يبدو هذا بمثابة قفزة كبيرة، ولكن إذا قمت برفع درجة حرارة الكوكب بمقدار 0.9 درجة فهرنهايت إضافية اليوم، فقد يؤدي ذلك إلى زيادة الفيضانات والحرائق، وموجات الحر الكاسحة، والعواصف الشديدة، وحتى المجاعات.
بشكل جماعي، تنبعث البراكين حول العالم ما بين 20 إلى 25 مليون طن من ثاني أكسيد الكبريت الهباء الجوي المبرد سنويًا، ولكن في عام 1991، أطلق جبل بيناتوبو وحده 15 مليون طن من المركب. وعلى الرغم من أن تأثير التبريد لجبل بيناتوبو متطرف، إلا أنه ليس أمرًا شاذًا، كما أن البراكين ليست المصدر الوحيد.
وقال جيسون ويست، أستاذ علوم البيئة والهندسة في جامعة نورث كارولينا في تشابل هيل،: “إن العديد من الأنشطة البشرية نفسها- التي تساهم في تغير المناخ- يمكن أن تزيد من تلوث الهواء في شكل جزيئات، وهذه الجزيئات تضر بالصحة وتتصدى، إلى حد ما، للاحتباس الحراري الناجم عن الغازات الدفيئة”.
ولكن في غياب الهباء الجوي المبرد، قد يكون لدينا ارتفاع في درجة الحرارة بمقدار درجة واحدة تقريبًا، كما يقول الخبراء، ونظراً لأن العالم يسير على الطريق الصحيح لتسجيل الصيف الأكثر سخونة على الإطلاق، فإن هذه أخبار سيئة.
في حين أن التأثيرات الإيجابية للتلوث الناتج عن تبريد درجة الحرارة لا تفوق انبعاثات الغازات الدفيئة الناجمة عن مصادر تلوث الهواء أو التكلفة الإجمالية لهذه الملوثات على صحة الإنسان ، إلا أنها عملت على إبطاء معدل الاحترار إلى حد ما.
وبينما نعمل على الحد من تلوث الهواء ــ وهو ما يتعين علينا أن نفعله ــ فيتعين علينا أن نكون مستعدين للعواقب القصيرة الأمد المترتبة على الانحباس الحراري العالمي الأسرع.
العلاقة بين تغير المناخ وتلوث الهواء
تعمل انبعاثات الغازات الدفيئة – مثل ثاني أكسيد الكربون والميثان وأكسيد النيتروز – على تسخين الكوكب عن طريق امتصاص الضوء وبالتالي حبس الحرارة، يعد إنتاج الكهرباء (الذي ارتفع خلال العقود القليلة الماضية) والمركبات من أكبر منتجي هذه الغازات.
بعض جزيئات الهباء الجوي — مثل هباء الكبريتات، والجسيمات، وملح البحر — تمنع ارتفاع درجة الحرارة. تتراقص الحرارة من الجزيئات ذات الألوان الزاهية وتمتصها الجزيئات الداكنة (مثل السخام والكربون الأسود)، تؤثر جزيئات الهباء الجوي الساطعة والعاكسة على درجة حرارة الأرض عن طريق تشتيت ضوء الشمس في الجزء العلوي من الغلاف الجوي، الستراتوسفير،كما أنها تخلق وتضيء السحب (التي تعكس أيضًا الضوء بعيدًا عن سطح الأرض) عن طريق جذب بخار الماء الذي يلتصق بالجزيئات ويتجمد عليها أحيانًا، يؤدي تكتل بخار الماء إلى تكوين السحب وتكثيفها.
ويمكن للمصادر الطبيعية، مثل البراكين ورذاذ البحر والعواصف الصحراوية، أن تطلق هذه الجسيمات إلى الغلاف الجوي، المصادر التي من صنع الإنسان، مثل حرق الفحم، تنبعث منها أيضًا الهباء الجوي، تنبعث من المركبات ومحطات الطاقة جزيئات الكبريتات والنترات.
في حين أن انبعاثات الغازات الدفيئة يمكن أن تستمر في الغلاف الجوي لعقود أو حتى قرون، فإن جزيئات الهباء الجوي المبردة تعيش في الغلاف الجوي لأيام أو أسابيع فقط بسبب تركيبها والظروف المناخية. ويؤثر حجم الجسيمات ودرجة حرارتها على العمر الافتراضي لهذه الانبعاثات في الغلاف الجوي.
وكما أوضح جبل بيناتوبو، فإن تأثير تبريد جزيئات الهباء الجوي مؤقت (في حالة هذا الانفجار البركاني الضخم، تم الشعور بتأثير الهباء الجوي لمدة عامين تقريبًا)، ولكنه يمكن أن يكون قويًا جدًا، وبعد ثوران بركان جبل تامبورا، أصبح عام 1816 يُعرف باسم ” العام الذي لا صيف فيه”، مع انخفاض درجات الحرارة بما يصل إلى 7 درجات فهرنهايت في جميع أنحاء العالم، وفشلت المحاصيل، ومات عشرات الآلاف من الناس من الجوع.
الاستعداد لارتفاع مؤقت في درجات الحرارة
في عام 2018، وجد باحثون من المركز الدولي لأبحاث المناخ والبيئة التابع لناسا، وجامعة ليدز، وجامعة أكسفورد، ومؤسسة تحليلات المناخ، أن إنهاء انبعاث الغازات الدفيئة سينهي أيضًا انبعاثات الهباء الجوي التي يسببها الإنسان، سيؤدي غياب هذه الهباء الجوي إلى ارتفاع درجة حرارة الأرض وزيادة هطول الأمطار، خاصة في المواقع التي كانت تنبعث فيها انبعاثات الهباء الجوي بانتظام، ويتعين على العالم أن يستعد لارتفاع مؤقت في درجات الحرارة من أجل معالجة التأثيرات الأشد خطورة على المدى الطويل الناجمة عن تغير المناخ وتلوث الهواء.
وقال ويست، إنه إذا اختفى تلوث الهواء الناجم عن الإنسان في هذه اللحظة، فسوف يواجه العالم عواقب الاحتباس الحراري السلبية لانبعاثات غازات الدفيئة الماضية لعقود قادمة، مع عدم وجود أي تأثير تبريد باقي من الجسيمات المنبعثة سابقًا.
ويضيف، “لنفترض أننا أطلقنا غازات الدفيئة، وثاني أكسيد الكربون، وجزيئات تبريد الهباء الجوي، بنفس المعدل إلى الأبد، وفي نهاية المطاف، سوف تنتصر الغازات الدفيئة لأنها ستستمر في التراكم. “في حين أن تركيز الجسيمات سيبقى كما هو لأنه قصير الأجل”، في نهاية المطاف، حجبت جزيئات الهباء الجوي بعضًا من تأثيرات الغازات الدفيئة، لكنها لن تفعل ذلك إلى الأبد.
لماذا نحتاج إلى هواء أنظف
على الرغم من الأدلة التي تشير إلى أن الحفاظ على جزيئات الهباء الجوي المبردة من المصادر الملوثة من شأنه أن يمنع مستوى معين من الانحباس الحراري العالمي، فإن القيام بذلك ليس خيارا، الأول، لأنها تشترك في مصدر مع الغازات الدفيئة، والثاني، لأنها تضر بشكل لا لبس فيه بصحة الإنسان.
تُستخدم مستويات مؤشر جودة الهواء (AQI) لقياس مستوى تلوث الهواء وتتراوح بين 0 إلى 500، وحتى عند المستويات المعتدلة نسبيًا (101-150 AQI)، فإن تلوث الهواء يسبب تهيج العين والحلق، ولكن مع زيادة شدة التعرض وطول مدته، تزداد العواقب أيضًا.
أكثر ملوثات الهواء الضارة بصحة الإنسان
يعد PM2.5، وهو نوع من ملوثات الجسيمات الدقيقة، أحد أكثر ملوثات الهواء الضارة بصحة الإنسان والتي تنظمها حاليًا وكالة حماية البيئة، ويمكن أن يسبب التعرض لمستويات عالية نوبات قلبية وسكتات دماغية ومشاكل تنفسية حادة، وحتى بدء ظهور الحالات المزمنة مثل التهاب الشعب الهوائية والربو، وتكون الآثار خطيرة بشكل خاص بالنسبة لأولئك الذين يعانون من أمراض الرئة والقلب الموجودة مسبقًا مثل مرض الانسداد الرئوي.
وقال باتريك كيني، أستاذ الصحة الحضرية في كلية الصحة العامة بجامعة بوسطن: “كل الأشياء التي نعرف أن تدخين السجائر يمكن أن يسببها، مثل أمراض القلب والأوعية الدموية وسرطان الرئة، بالمثل، الجسيمات الدقيقة تفعل ذلك”، “بالطبع، نحن لا نتنفس الكثير من الجزيئات الدقيقة، كما يفعل مدخن السجائر.. ولكن نفس النوع من التأثير”,
الرضع والأطفال معرضون بشكل خاص للإصابة بالسرطان والضعف الإدراكي بسبب تلوث الهواء. وتمثل البلدان المنخفضة والمتوسطة الدخل، وخاصة في آسيا وأفريقيا، أكثر من 90 في المائة من هذه الوفيات .
وقال ويست: “عندما ننظر إلى الكوكب، يمكن أن يكون للهباء الجوي تأثير مختلف”، “نتوقع أن يكون للهباء الجوي تأثير أكبر في نصف الكرة الشمالي – حيث توجد معظم مصادر التلوث – مقارنة بنصف الكرة الجنوبي، الذي يعتبر أكثر بدائية نسبيًا، إنها مغطاة بالمحيط وعدد سكانها أقل بكثير.” يقع ثلثا القارة الأفريقية ومعظم آسيا في نصف الكرة الشمالي .
يساهم عوادم السيارات واحتراق الفحم في تلوث الهواء الشديد بشكل خاص في المناطق ذات الكثافة السكانية العالية داخل آسيا، تصدر الصين والهند، الدولتان الأكثر اكتظاظًا بالسكان في العالم، أكثر من نصف انبعاثات PM2.5 في العالم، وفي كلا البلدين، يساهم تلوث الهواء في وفاة أكثر من مليوني شخص سنويًا.
وقال ويست : “نحن بحاجة إلى التحول من الوقود الأحفوري نحو مصادر الطاقة المتجددة ، التي لها فوائد لكل من تلوث الهواء والمناخ”.
ماذا سيحدث لدرجات الحرارة العالمية؟
وإذا استمر البشر في حرق الوقود الأحفوري، فسوف يتفاقم تلوث الهواء، وكذلك تغير المناخ. وبالتالي، فإن ارتفاع درجة حرارة الكوكب سيجعل نوعية الهواء لدينا أسوأ، يخلق الطقس الحار الظروف المثالية للتفاعلات التي تنتج الأوزون (غاز الدفيئة). ويمكن لموجات الحرارة أن تسبب الجفاف. خلال فترات الجفاف، تكون حرائق الغابات، التي تنتج التلوث الجزيئي، أكثر شيوعًا. وقال كيني: “يؤثر تلوث الهواء على تغير المناخ، ويؤثر تغير المناخ على تلوث الهواء”.
وأضاف، أن تلوث الهواء ليس هو المنتج الثانوي الوحيد – أو الأكثر أهمية – لتغير المناخ، وسوف يجلب الانحباس الحراري العالمي مجموعة من المشاكل الأخرى، بما في ذلك موجات الحرارة الشديدة ، والأعاصير، وحرائق الغابات، وانتشار الأمراض المعدية، “هذا ليس جديدا، قال كيني: “لقد كانت لدينا عواصف دائمًا وكانت لدينا موجات حارة دائمًا”، “لكن ما يفعله تغير المناخ هو جعل تلك الظواهر المتطرفة أكثر تطرفا، ودفع نوع من التوزيع المتطرف لدرجة الحرارة وأيضا لكثافة العواصف”.
في جميع أنحاء العالم، تتسبب الكوارث الطبيعية، بما في ذلك العواصف الشتوية الشديدة وحرائق الغابات والفيضانات، في إحداث دمار في المجتمعات التي لم تواجه مثل هذه الأحداث من قبل، قال مايكل مان، عالم المناخ في جامعة بنسلفانيا، في وقت سابق لـVox ، “إنه أسوأ من الوضع الطبيعي الجديد، أنا أسميه أمراً غير طبيعي جديد”.
وبالتالي فإن منع المزيد من تغير المناخ هو مصدر القلق الأكبر، ونظرًا لأن الغازات الدفيئة وجزيئات تبريد الهباء الجوي غالبًا ما تنبع من نفس المصادر، فمن الصعب جدًا عزل الانبعاثات.
مصادر للكربون الأسود والهباء الجوي المبرد
هناك بعض الجسيمات التي ترتفع درجة حرارتها، مثل جزيئات الكربون الأسود، وقال ويست: “إن لها تأثيرًا دافئًا، فضلاً عن كونها ضارة بالصحة”، “لذا، إذا تمكنا من استهداف الانبعاثات المرتبطة بالكربون الأسود، فيمكن أن نحقق فائدة لكلا المشكلتين – لتلوث الهواء والصحة، وللمناخ، لكن… العديد من المصادر هي مصادر للكربون الأسود والهباء الجوي المبرد.»
حتى لو كانت ملوثات الاحترار والتبريد لها مصادر مختلفة، فإن النتائج الصحية الناجمة عن جزيئات الهباء الجوي – النوبات القلبية والسكتات الدماغية والأمراض المزمنة – تعني أن الاحتفاظ بها ليس خيارًا قابلاً للتطبيق.
الهندسة الجيولوجية
ومن ثم، يبحث العلماء والباحثون الآن عن طرق لتقليد تأثير الهباء الجوي المبرد دون التأثير السلبي نفسه من خلال ممارسة تعرف باسم الهندسة الجيولوجية، يشمل هذا المجال أساليب تهدف إلى تعويض آثار تغير المناخ من خلال التأثير على البيئة.
تتضمن إحدى طرق الهندسة الجيولوجية حقن جزيئات الملح في الهواء لتفتيح وزيادة التغطية السحابية فوق المحيط. على الرغم من الأبحاث التي يعود تاريخها إلى عام 2012 ، والتي أظهرت أن جزيئات الملح لا يمكنها إبطاء تغير المناخ بمعدل ملموس، إلا أن الباحثين يواصلون استكشاف الفكرة.
وقد تم اقتراح واختبار عدد من الأفكار الأخرى، بما في ذلك إنتاج السحب الاصطناعية ووضع المرايا في الفضاء، إن إنتاج السحب يستلزم إطلاق ثاني أكسيد الكبريت (نفس المادة التي أطلقها جبل بيناتوبو) في الغلاف الجوي، لكن الدراسات الأولية لهذه الممارسة أظهرت أن بدء هذه الطريقة ثم إيقافها يمكن أن يؤدي إلى تأثيرات وخيمة غير معروفة.
تبدو العواقب المترتبة على المرايا الفضائية أقل فتكاً، ولكنها أيضاً أقل فهماً، والشروع في مثل هذا البرنامج سيكلف تريليونات الدولارات. كل هذه الأساليب مثيرة للجدل سياسيا أيضا.
ورغم أن أياً من هذه الأساليب ليس جاهزاً للاستخدام على نطاق واسع، فإن الاهتمام بالهندسة الجيولوجية آخذ في الارتفاع. في أواخر يونيو، أصدرت إدارة بايدن تقريرا يشير إلى أن البيت الأبيض منفتح على أبحاث الهندسة الجيولوجية التي تهدف إلى تبريد الكوكب، وتحديدا “الآثار العلمية والمجتمعية لتعديل الإشعاع الشمسي”، ولم يتم حتى الآن وضع أي خطط أو سياسات ملموسة في هذا المجال، مما يشير إلى مستوى من الحذر الضروري نظراً للمخاوف بشأن العواقب غير المفهومة للهندسة الجيولوجية.
تغيير التوازن الدقيق للنظام المناخي للأرض
إن تغيير التوازن الدقيق للنظام المناخي للأرض من خلال التدخل المتعمد ينطوي على مخاطر كامنة، بما في ذلك موت المحاصيل والحياة البرية والتحولات غير المقصودة في أنماط الطقس، يمكن لبعض الأساليب أن تؤدي إلى موجات جفاف واسعة النطاق في بعض أجزاء العالم، أو حتى تؤدي إلى استنزاف طبقة الأوزون بشكل أكبر.
مصدر القلق الآخر هو ” صدمة إنهاء الخدمة “، وإذا دخلت تكنولوجيا الهندسة الجيولوجية حيز التنفيذ ثم انتهت فجأة (عن طريق الاختيار أو عن طريق أحداث غير متوقعة مثل الهجمات الإرهابية أو الكوارث الطبيعية)، فإن الانحباس الحراري الناتج عن ذلك سوف يكون أكثر أهمية وكارثية من التوقعات الحالية.
بالإضافة إلى ذلك، وبالنظر إلى أن قرار دولة واحدة بالانخراط في أسلوب الهندسة الجيولوجية يمكن أن يكون له تداعيات عالمية، فإن العلماء وصناع السياسات يواصلون مناقشة التداعيات السياسية والإشراف على هذه التكنولوجيا.
وقبل أن تؤتي أي من هذه الأفكار ثمارها، يجب على العلماء والباحثين تطوير فهم أفضل للتأثير الحقيقي لتأثير تبريد الهباء الجوي.
الهواء النظيف إلى كوكب أكثر صحة
وقال كيسي وول، باحث ما بعد الدكتوراه الذي يدرس علوم المناخ في جامعة أوسلو: “نحن نعلم أن جزيئات الهباء الجوي التي تأتي من الانبعاثات البشرية لديها القدرة على أن يكون لها تأثير مبرد على المناخ”، “ونحن نعلم أنه يمكن أن يعوض بعض آثار الاحتباس الحراري الناجمة عن انبعاثات غازات الدفيئة البشرية، لكن الجدل الكبير الآن في مجتمع أبحاث المناخ هو مدى تأثير تأثير تبريد الهباء الجوي على تعويض الاحترار الناتج عن الغازات الدفيئة.
إن العلاقة بين تلوث الهواء وتغير المناخ معقدة، ولكن في نهاية المطاف، سيؤدي الهواء النظيف إلى كوكب أكثر صحة.
وقال وول: “تلوث الهواء كما نتحدث عنه عادة هو أمر سيء بشكل عام، على الرغم من أن له تأثيرًا في تبريد المناخ”، “التأثيرات على صحة الإنسان تفوق ذلك بشكل عام.”
