تحسين ظروف احتراق الوقود وزيادة كفاءة استخدام النيتروجين الزراعي والحد من فقد الغذاء والهدر يخفض الوفيات المبكرة

تؤدي التدخلات الطموحة في مجال النيتروجين إلى خفض انبعاثات NOₓ بنسبة تصل إلى 52% بحلول 2050

تعتبر دورة النيتروجين على الأرض من بين أكثر الحدود الكوكبية التي يتم تجاوزها بشكل كبير. حيث تطلق الإنتاج الزراعي وحرق الوقود الأحفوري ملوثات النيتروجين مثل الأمونيا (NH 3 ) وأكاسيد النيتروجين (NO x ) وأكسيد النيتروز (N 2 O)، والتي تساهم في تلوث الهواء وإلحاق الضرر بالنظم البيئية.

وتضر هذه الملوثات بصحة الإنسان والمحاصيل والنظم البيئية. ونظرا للطلب العالمي المتزايد على الطاقة والغذاء، فمن المتوقع أن يتزايد هذا الضرر بشكل أكبر.

ولم يتم استكشاف إمكانات تكنولوجيات وسياسات التخفيف من تلوث النيتروجين – ما يسمى “تدخلات النيتروجين” – لتحسين نوعية الهواء وتقليل التأثيرات على النظم البيئية.

هناك فجوة بين أبحاث ميزانية النيتروجين التقليدية، التي تتبع تدفقات النيتروجين عبر الهواء والماء والتربة، ولكنها تفتقر إلى التفاصيل حول التحولات البيوكيميائية، وأبحاث علوم الأرض، التي تنمذج هذه التحولات ولكنها تركز عادة على وسط بيئي واحد.

كيفية مساهمة تدخلات النيتروجين في تحسين جودة الهواء وتقليل رواسب النيتروجين

ولمعالجة هذه الفجوة المعرفية، قام فريق بحثي دولي بدمج أساليب متعددة التخصصات لتقييم كيفية مساهمة تدخلات النيتروجين في تحسين جودة الهواء وتقليل رواسب النيتروجين.

وتوصلت دراستهم، التي نشرت في مجلة Science Advances ، إلى أن التدخلات، مثل تحسين ظروف احتراق الوقود، وزيادة كفاءة استخدام النيتروجين الزراعي، والحد من فقد الغذاء والهدر، يمكن أن تخفض بشكل كبير الوفيات المبكرة المنسوبة إلى تلوث الهواء ، وخسائر المحاصيل، ومخاطر النظام البيئي.

على الرغم من أن إدارة النيتروجين تعتبر عادة من الأهداف الفردية مثل جودة الهواء أو المياه ، فإن إدراك الفوائد المشتركة الواسعة النطاق لإدارة النيتروجين أمر بالغ الأهمية لتصميم السياسات المستقبلية والسيطرة الفعالة على التلوث.

“لقد أنشأنا إطار تقييم متكامل يجمع بين سيناريوهات سياسة النيتروجين المستقبلية مع نماذج التقييم المتكاملة ونماذج جودة الهواء وعلاقات الاستجابة للجرعة لتقييم كيف يمكن للتدابير الطموحة أن تقلل من تلوث الهواء وتلف النظام البيئي على مستويات جغرافية مفصلة”، كما يوضح المؤلف الرئيسي ييكسين جو، وهو باحث ما بعد الدكتوراه تم تعيينه بشكل مشترك من قبل جامعة بكين والمعهد الدولي لتحليل النظم التطبيقية.

وتظهر الدراسة أنه بحلول عام 2050، قد تؤدي تدخلات النيتروجين عالية الطموح إلى خفض انبعاثات الأمونيا وأكاسيد النيتروجين العالمية بنسبة 40% و52% على التوالي، مقارنة بمستويات عام 2015. وهذا من شأنه أن يقلل من تلوث الهواء، ويمنع 817 ألف حالة وفاة مبكرة، ويخفض تركيزات الأوزون على مستوى الأرض، ويقلل من خسائر غلة المحاصيل.

الضرر البيئي سوف يتفاقم بحلول 2050

وبدون هذه التدخلات، فإن الضرر البيئي سوف يتفاقم بحلول عام 2050، وسوف تتأثر أفريقيا وآسيا أكثر من غيرهما، ومن ناحية أخرى، إذا تم تنفيذ هذه التدابير، فإن أفريقيا وآسيا سوف تستفيدان منها أكثر من غيرهما.

ويضيف ييكسين: “لقد وجدنا أن تدخلات النيتروجين تقدم فوائد متزايدة بمرور الوقت، مع تأثيرات أكبر بحلول عام 2050 مقارنة بعام 2030، ومن المتوقع أن تكون أكبر التخفيضات في الأمونيا وأكاسيد النيتروجين في شرق وجنوب آسيا، وذلك بشكل رئيسي من خلال تحسين ممارسات المحاصيل وتبني التكنولوجيا في القطاعات الصناعية، وستساعد هذه التخفيضات في خفض مستويات تلوث الهواء، مما يسهل على العديد من المناطق تحقيق الأهداف المؤقتة لمنظمة الصحة العالمية، بالإضافة إلى ذلك، مع نمو السكان، ستزداد الفوائد الصحية لهذه التدخلات، وخاصة في المناطق النامية”.

يقول لين تشانج، أحد مؤلفي الدراسة وأستاذ مشارك في قسم علوم الغلاف الجوي والمحيطات في جامعة بكين: “تسلط نتائجنا الضوء على أن تدخلات النيتروجين يمكن أن تساعد بشكل كبير في تحقيق أهداف التنمية المستدامة المتعددة، بما في ذلك الصحة الجيدة والرفاهية (الهدف الثالث)، والقضاء على الجوع (الهدف الثاني)، والاستهلاك والإنتاج المسؤولان (الهدف الثاني عشر)، والحياة على الأرض (الهدف الخامس عشر)”.

ويختتم ويلفريد وينيوارتر، أحد مؤلفي الدراسة والباحث الرئيسي في مجموعة أبحاث إدارة التلوث في برنامج الطاقة والمناخ والبيئة في المعهد الدولي لتحليل النظم التطبيقية، قائلاً : “يُظهر هذا البحث التعاوني كيف يمكن نشر أبحاث المعهد الدولي لتحليل النظم التطبيقية على مستوى العالم، وسوف تختلف الحلول الخاصة بالتأثيرات البيئية حسب المنطقة، مما يتيح توصيات سياسية مخصصة، حتى بالنسبة للقضايا المعقدة مثل تلوث النيتروجين”.