اقرأ في هذا المقال
ما هو التلوث بالنيتروجين؟
يعتبر النيتروجين نفسه غازًا خاملًا فهو يشكل 78٪ من هواء الأرض، الأهم من ذلك هو أن النيتروجين عنصر حيوي لنمو النبات ووجود كائنات مختلفة على الأرض ولكن عندما تكون الزائدة في البيئة الطبيعية يصبح شيئًا سيئًا وهذا ما يؤدي أساسًا إلى تلوث النيتروجين، بمعنى آخر يشير تلوث النيتروجين إلى الأضرار التي تلحق بالبيئة والحياة البرية وصحة الإنسان نتيجة زيادة مركبات النيتروجين مثل أكاسيد النيتروجين والأمونيا في البيئة الطبيعية.
على غرار الوعي بالتلوث الكربوني فإن الأضرار الناجمة عن تلوث النيتروجين لا تقل أهمية ومع ذلك فإن النيتروجين يشكل تهديدًا أكبر بمقدار 300 مرة من ثاني أكسيد الكربون ويحتاج الناس إلى أن يكونوا أكثر وعياً ببصمتهم من النيتروجين.
التأثير الضار للتلوث بالنيتروجين:
- المطر الحمضي: أثناء هطول الأمطار يتفاعل وجود أكسيد الكبريت ومركبات أكاسيد النيتروجين الزائدة مع جزيئات الأكسجين والمواد الكيميائية الأخرى في الغلاف الجوي مما يؤدي في النهاية إلى هطول أمطار حمضية، يسبب النيتريك والأمطار الحمضية الأضرار التي لحقت الماشية والنباتات والمزارع والحيوانات المائية وكذلك البنية التحتية.
في الموائل المائية يمكن أن يؤثر على التكاثر لأنه يمكن أن يتداخل مع الظروف المثلى لفقس البيض وبقاء الأنواع الصغيرة، قد يتداخل أيضًا مع أنظمة التغذية لأن بعض النباتات التي تتغذى عليها الأسماك والحيوانات المائية الأخرى قد لا تكون قادرة على تحمل مستويات عالية من الحموضة. - نمو غير طبيعي للطحالب على المسطحات المائية: غالبًا ما يؤدي تلوث النيتروجين إلى التخثث وهو النمو غير الطبيعي للطحالب على المسطحات المائية، تنتج الطحالب سمومًا عصبية ضارة تضر بالماشية والحيوانات المائية والبشر، عندما يستهلك الناس الأسماك والحيوانات المائية الأخرى التي تتغذى على الطحالب تزداد مخاطر الإصابة بأمراض الجهاز التنفسي وغيرها من الحالات الخطيرة التي تهدد الحياة مثل السرطان، بالإضافة إلى ذلك فإن تحلل الطحالب في البحيرات والأنهار والأجسام المائية الأخرى تستهلك نسبة كبيرة من الأكسجين وهو ما يضر الكائنات المائية كما يمكن أن يؤدي إلى الاختناق.
- تدهور ميكروبات التربة وتحمضها: اعتمادًا على نوع السماد المستخدم يمكن أن يكون الرقم الهيدروجيني للتربة إما حمضيًا أو قلويًا، تعتبر الأسمدة القائمة على النيتروجين أحد الخيارات الشائعة للمزارعين بسبب فوائدها في نمو المزارع، في حالة الفائض لا تستطيع النباتات امتصاص كل النيتروجين وبالتالي يتم ترشيحها ببطء من خلال جريان المياه.
يؤدي وجود منتجات الأسمدة القائمة على الأمونيوم إلى ارتفاع درجة الحموضة في التربة، حيث تقوم بتصريف جميع جزيئات الماء في التربة تاركًا كمية كبيرة من آثار الملح التي تسبب الجفاف للنباتات، يؤدي هذا في النهاية إلى القضاء على الميكروبات الحيوية في التربة وإلى جانب ارتفاع مستويات الحموضة فإن النتائج هي تدهور خصوبة التربة وإنتاجية المحاصيل. - تكثيف تأثير الاحتباس الحراري: تخترق الطاقة الشمسية المنبعثة إلى سطح الأرض الغلاف الجوي وعادةً ما تعود في النهاية إلى الفضاء، وجود كمية عالية من الغازات في الغلاف الجوي من الصوبات الزراعية بما في ذلك أكاسيد النيتروز فإنه يحد من عملية حرارة الشمس من الارتداد إلى الفضاء وبدلاً من ذلك يتم امتصاصها بواسطة هذه الغازات وبالتالي يتم إطلاق الحرارة الشمسية مرة أخرى على سطح الأرض، نتيجة هذا هو تكثيف ظاهرة الاحتباس الحراري (ارتفاع درجات الحرارة العالمية).
- يؤدي إلى الضباب الدخاني الكيميائي الضوئي: ينتج هذا عندما تتفاعل أشعة الشمس الحرارية مع أكاسيد النيتروجين والغازات الأخرى التي يتم إطلاقها من احتراق الوقود الأحفوري في الغلاف الجوي، يشكل الضباب الدخاني مخاطر صحية من خلال تعريض البشر بشكل مباشر وغير مباشر لمضاعفات مثل الحساسية ومشاكل القلب والرئة وحتى سرطان القولون، على وجه الخصوص يحدث هذا بسبب إطلاق جزيئات المواد الدقيقة في طبقة الأوزون على مستوى الأرض.
- انخفاض مستويات التنوع البيولوجي: أظهرت الدراسات التي أجريت في أوروبا في عام 2010 أن النظام البيئي معرض بشكل كبير لتلوث المغذيات ومن ثم يمثل تحديًا خطيرًا أمام الحفاظ على النباتات وأنواع الحيوانات، عندما يتجاوز النيتروجين المغذي تتعرض الحياة البرية والماشية والنباتات للملوثات التي تؤدي إلى تدهور دورة حياتها وتغيير شبكة الغذاء، هناك أيضًا تأثيرات أخرى تتفاقم بفعل عوامل التلوث بالنيتروجين مثل المطر الحمضي وتلوث الهواء والتغذيات التي شكلت تهديدات رئيسية للتنوع البيولوجي.
- تلوث المياه الجوفية: في المناطق التي تمارس فيها الزراعة بشكل متكرر توجد كميات عالية من النيتروجين في المياه الجوفية بسبب التسرب من التربة بسبب جريان المياه، تستخدم المياه الجوفية في معظم الحالات للاستخدام المنزلي ويمكن أن ينتهي بها الأمر إلى تلوثها بالأسمدة القائمة على النيتروجين.
أفادت التقارير الواردة من أجزاء مختلفة من العالم لا سيما داخل المناطق التي تستخدم على نطاق واسع الأسمدة القائمة على النيتروجين عند وجود تركيز عالٍ لمحتوى النيتروجين في مياه الشرب وحتى في البروتين الحيواني الذي يتغذى على المراعي حول هذه المناطق، عند استهلاكه يمكن أن يسبب مخاطر صحية كبيرة مثل تلف الأعضاء وفشلها وحتى أنواع معينة من السرطانات. - ارتفاع تكاليف معالجة المياه: الحكومة والحفاظ على البيئة تكبد المؤسسات تكاليف عالية للماء نظيفا لجعلها صالحة للاستهلاك البشري وآمنة للنباتات والحيوانات، نظرًا لأن تقنية الغليان البسيطة لن تصدر نترات من الماء يتم استخدام تقنيات مثل التناضح العكسي والتقطير ووحدات التبادل الأيوني، على هذا النحو فإن معالجة الكميات الكبيرة للاستخدام المنزلي والزراعي والصناعي لتلبية عدد السكان الكبير تبدو مكلفة باستخدام التقنيات الصحيحة: كلما زاد تركيز النيتروجين زادت تكلفة معالجة النترات.
- خسارة في صناعة السياحة: يتم إعاقة الأنشطة مثل الصيد الترفيهي والغوص في أعماق البحار والاستمتاع بالجودة الجمالية للطبيعة وأنشطة القوارب الأخرى التي من شأنها أن تكون عامل جذب سياحي رئيسي للأكوامارين بسبب تأثيرات التلوث بالنيتروجين وخاصة التخثث وتدهور الشعاب المرجانية.
إلى جانب ذلك يؤدي الاستنشاق أو الاستهلاك أو التعرض طويل الأمد للمياه الكثيفة بالنترات أو المنتجات الثنائية إلى مخاطر صحية لكل من السياح والموائل في المنطقة، مما يؤدي إلى انخفاض الطلب على زيارة هذه المواقع، في الولايات المتحدة على سبيل المثال يعاني قطاع السياحة من خسارة تصل إلى مليار دولار سنويًا. - انخفاض عائدات الاستزراع السمكي: إن تكاثر الطحالب هو السبب الرئيسي للميتات في المسطحات المائية، عندما تتحلل الطحالب فإنها تستخدم الكثير من الأكسجين الذي يحرم الأسماك من الأكسجين وبالتالي تقليل حجم الإنتاج من الاستزراع السمكي، أنواع الطحالب مثل الطحالب الخضراء المزرقة والطحالب الحمراء المدية تطلق السموم العصبية الضارة بالأسماك، مع وجود مساحات كبيرة ميتة فإن تنوع أنواع الأسماك التي تتساقط ويزداد الطلب على أسماك المياه العذبة لكن الطلب لا يتم تلبية الخيارات المحفزة مثل الاستيراد مما يخلق تكاليف إضافية في قطاع تربية الأسماك.
محاليل التلوث بالنيتروجين:
على الرغم من أن الزراعة هي المصدر الرئيسي الذي يعزى إلى تلوث المغذيات فإن الحد من آثارها الضارة مع الحفاظ على الممارسات الزراعية المناسبة يجب أن يكون هدفًا رئيسيًا للمجتمعات والأمة ككل، تتضمن الطرق المقترحة التي يمكن وضعها موضع التنفيذ للتخفيف من المشكلات المذكورة أعلاه الناجمة عن التلوث بالنيتروجين ما يلي:
- أنظمة إنتاج الأسمدة: من أجل تقليل كمية الأسمدة القائمة على المغذيات المتداولة في الاقتصاد يجب على مختلف الحكومات في جميع أنحاء العالم أن تضع سياسات صارمة تتحكم في إنتاج الأسمدة، وضع اللوائح التي يتم فيها تنظيم محتويات الأسمدة مثل النيتروجين والفوسفور بشكل صارم لتكون بكميات مثالية لتقليل الفائض الذي سيكون في النهاية ضارًا بالتربة ويجب إعطاء الأولوية القصوى للنظام البيئي، على سبيل المثال يمكن القيام بذلك عن طريق إصدار علامة التوحيد القياسي لضمان أن محتويات الأسمدة ذات نوعية جيدة للاستهلاك البشري والحيواني لتقليل المخاطر الصحية التي تنشأ عن ذلك.
- استخدام أسمدة السماد الحيواني: يجب أن يكون روث الماشية مثل الأبقار خيارًا مناسبًا بدلاً من استخدام الأسمدة الاصطناعية لأن محتويات المواد التركيبية ليست آمنة طوال الوقت للاستخدام في المزرعة، تحتوي الحيوانات على ما يكفي من العناصر الغذائية في أجسامها للحفاظ على وظائف الجسم الطبيعية وغالبًا ما يتم التخلص من الكمية العالية كسماد، أيضًا عن طريق إطعام الماشية بالكمية الصحيحة من الفوسفور وتنظيم كمية الأعلاف المستهلكة سوف تتحكم بشكل فعال في مستوى المغذيات في السماد المستخدم في المزارع.
- كثرة مراقبة المياه: قد يساعد الحفاظ على فحص روتيني استباقي لجودة المياه في اكتشاف أي مستوى غير عادي من العناصر الغذائية، نتيجة لذلك سوف يساعد في تخفيف تلوث المغذيات قبل أن يخرج عن السيطرة، الحكومة مع المؤسسات المجهزة جيدًا بالمختبرات والمعدات المناسبة يمكن أن تعمل بشكل تعاوني لمراقبة جودة المياه ومستويات العناصر الغذائية لمحتوى النيتروجين لمنع النمو غير الطبيعي للطحالب.
- قنوات تهوية المياه: تخلق التهوية في المسطحات المائية مثل الشلالات حركة سطحية تمنع المياه الراكدة مما يساعد على ارتباط ونمو الطحالب، عادة ما تتفتح الطحالب في المياه المشمسة والدافئة مع الحد الأدنى من الحركة التي تحتوي على تراكم الوحل في قاع الماء، تساعد زيادة الأكسجين من خلال التهوية على نمو البكتيريا الهوائية التي تتنافس مع نمو الطحالب مما يؤدي في النهاية إلى إبطائها.
- استخدام مبيدات الأعشاب الآمنة: مع وجود العديد من مبيدات الأعشاب ذات المحتوى العالي من النيتروجين في السوق لا يمكن السيطرة على أزمة الطحالب بسهولة، على هذا النحو يجب إدخال مبيدات أعشاب أكثر أمانًا ذات تركيز منخفض من النيتروجين واستخدامها باستمرار لمعالجة الوضع، يجب ألا تنتهي هذه الاستراتيجية أيضًا بإدخال مبيدات أعشاب آمنة ولكن أيضًا باستخدام الكمية الصحيحة للمساعدة في التحكم في نمو الطحالب وبالتالي منع التلوث وتلوث المياه للاستخدام المنزلي والزراعي والصناعي.
