(13/06/2024) עלו היום לאתר 9 סמינריונים 2 תזות 2 מאמרים

לרכישה גלול למטה לסוף הדוגמית

FIXING THE GLOBAL Nitrogen Problem

תיקון בעיית החנקן העולמית

By Alan R. Townsend and Robert W. Howarth

Keywords: Nitrogen, fertilizer , global warming, fossil fuel, crops, farm

האנושות זקוקה לחנקן על מנת לדשן את אדמות היבול, אבל גידול בשימוש הגלובלי בו פוגע בסביבה, ומאיים על בריאות בני האדם. כיצד נוכל להתוות דרך בר קיימא?

1. ביליונים של  אנשים חבים את חייהם להמצאה אחת, אשר גילה הוא כבר כמאה. בשנת  1909 כימאי גרמני בשם פריץ האבר מאוניברסיטת קרסו, גילה דרך להפוך את גז החנקן- אשר היה שכיח באטמוספרה אך לא פעיל, ולכן לא זמין לרוב האורגניזמים החיים – לאמוניה, החומר הפעיל בדשן סינתטי. היכולת העולמית לגדל אוכל התפוצצה כ20 שנה לאחר מכן, כאשר מדען גרמני קרל בוש פיתח סכמה שתפקידה להוציא לפועל את הרעיון של האבר בקנה מידה תעשייתי.

2.  במהלך העשורים המבטיחים שלאחר מכן, מפעלים חדשים  הפכו טון אחרי טון של אמוניה תעשייתית לדשן, והיום ההמצאה של הבר- בוש נחשבת להמצאה מוערכת מאוד, אשר נותנת את אחד היתרונות המובהקים לבריאות הציבור בהיסטוריה של האנושות. כעמוד התווך של המהפכה הירוקה, דשן סינתטי אפשר לחוואים להפוך אדמה לא מדושנת למגרש מדושן ולגדל יבול אחרי יבול באותה הקרקע מבלי לחכות לכך שהתזונה של הצמחים תתחדש באופן טבעי. כתוצאה מכך, האוכלוסייה העולמית הרקיעה שחקים מ1.6 ביליון ל6 ביליון במאה ה20.

3. אך החדשות הטובות הללו  לאנושות הגיעו עם מחיר גבוה. מרבית החנקן הפעיל שאנחנו מייצרים,  -בכוונה למטרת הדישון , או בכמות מעטה יותר, כתוצר לוואי של בעירת דלק המאובנים אשר מתדלק את המכוניות שלנו ואת התעשייה. – לא מסתיים רק באוכל שאנחנו אוכלים. במקום זאת, הוא נודד לתוך האטמוספירה, לנהרות ולאוקיינוסים, ושם עושה מהפך סטייל ג’קייל והייד והופך מעושה טוב למזהם תוקפני. מדענים ממזמן הגדירו חנקן פעיל ככזה שגורם נזק לפריחת האצות, לאזורים מתים בחופים, ולזיהום האוזון. אך מחקרים אחרונים מוסיפים  אובדן של המגוון הביולוגי והתחממות  גלובלית ל”תיק ההרשעות” של החנקן, וכמו כן  ישנן אינדיקציות לכך שהחנקן קרוב לוודאי מעלה את השכיחות למחלות קשות שנפוצות אצלי בני האדם.

4. כיום בני האדם מייצרים חנקן פעיל ומזריקים אותו לסביבה בקצב מתגבר, חלק מזה בגלל  שיותר מדינות רודפות בנמרצות אחר דשן, משתמשות בו כדלק ביולוגי ולמטרת הפקת בשר. (תזונת  בשר אינטנסיבית  תלויה  בגידול רב של עשב לצורך האכלת החיות.)שימוש בדשן רב כמזון ליבולים ושריפה ללא רגולציה של דלק מאובנים נהיו יותר שכיחים באזורים כמו דרום אמריקה ואסיה. ולכן לא מפתיע שאזורים מתים וכמו כן בעיות אחרות שקשורות לחנקן אשר פעם היו נפוצות בצפון אמריקה ובאירופה, עכשיו צצות להן במקומות אחרים.

5. חנקן הינו, וצריך להיות, כלי מוביל לפיתוח אספקה אמינה של מזון באזורים מדרום למדבר סהרה באפריקה ובאזורים  אחרים אשר אנשיהם סובלים מתת תזונה. אך הקהילה העולמית חייבת להתאחד על מנת למצוא דרכים טובות יותר לניהול השימוש בחנקן,  ועל מנת למתן את השפעותיו המזיקות בכל העולם. הפתרונות אינם תמיד פשוטים, אבל גם  אינם מחוץ לטווח ההשגה שלנו.

יותר מדי מדבר טוב:

6. פתירה של בעיית החנקן דורשת הבנה של הכימיה המעורבת בו, והבנה מדויקת כיצד החנקן מעודד בעיות סביבתיות. זה כולל את ההכרה של  האלמנטים המזיקים והטובים שמגיעים כאשר מולקולות גז של N2  מתפרקות. כל היצורים החיים זקוקים לחנקן, אך למרבית אוכלוסיית האורגניזמים, המאגר הגדול ביותר שלו- האטמוספירה- הוא מחוץ לטווח ההשגה. אומנם 78 אחוז מהאטמוספירה מכילה בתוכה חנקן, אך הוא איננו פעיל.  הדרך הטבעית להפוך את החנקן לזמין לאורגניזמים, מסתמכת על הפעולה של קבוצה קטנה שלבקטריות שיכולות לשבור את הקשר המשולש בין 2 אטומי חנקן, תהליך שידוע בשם קיבעון החנקן.  הבקטריות המיוחדות הללו חיות על האדמה, במים מתוקים וגם ומים מלוחים ומצויות בקשרים סימביוטיים עם שורשי קטניות, אשר מכילות  כמה מהיבולים החשובים בעולם. עוד כמות קטנה של גז החנקן מקובע ע”י מכות ברק, והתפרצויות של הרי געש ,אשר משפיעות עליו.

7. לפני שהאנושות התחילה להתרבות בקצב כה רב בזכות הטכניקה של האבר- בוש ועוד טכניקות קיבוע חנקן אחרות, כמות החנקן הפעיל שיוצר בעולם היה מאוזן ע”י הפעילות של קבוצה קטנה אחרת של בקטריות, ששינתה חנקן פעיל בחזרה לגז N2  בתהליך שנקרא דנטריפיקציה. אך למרות  זאת, במהלך תקופה של דור אחד בלבד, האיזון הזה הופר לחלוטין. עד  2005 בני האדם ייצרו יותר מ400 ביליון פאונד של חנקן פעיל בכל שנה, כמות שלפחות הכפילה את עצמה לעומת כל התהליכים הטבעיים על האדמה ביחד. (ראה את האיור למעלה בעמוד 68)

8. כאשר מופר איזון זה בטבע, חנקן  שמשוחרר מהמצב הלא פעיל  שלו יכול לגרום למערך של בעיות סביבתיות כאשר כימיקלים רבים יכולים להתפשט רחוק ובצורה נרחבת . כאשר אטום חדש של חנקן תגובתי נכנס לתוך האטמוספירה או לתוך נהר, הוא יכול להיות בפוזיציה שמרוחקת עשרות או מאות מיילים מהמקור שלו, ואפילו כמה מהפינות השקטות ביותר של הכוכב שלנו עכשיו מתנסות בכמות הולכת וגדלה של חנקן בגלל הפעילות של בני האדם. אולי הכי חתרני מהכול: אטום חדש של חנקן תגובתי  יכול לפלס את דרכו באזורים רחבים אלו, כמו בחור במסע פשע.

9. כאשר חנקן נוסף לשדה תירס או לשדה כותנה, התגובה היא פשוטה וצפויה- הצמחים יגדלו יותר. בסביבות אקולוגיות טבעיות , לעומת זאת, התשובות הרבה יותר מסובכות ולעיתים קרובות מדאיגות. נהר עמוס בדשן אשר נכנס לתוך האוקיינוס, לדוגמה, גורם לצמיחה מוגברת של צמחים מיקרוסקופיים, אשר צורכים חמצן בפירוק שלהם . דבר זה מוביל בסופו של דבר ליצירה של אזורים מתים. אפילו באדמה, לא כל הצמחים המצויים במערכות אקולוגיות המורכבות מגיבים באותה הצורה לעודף החנקן, והרבה מהם אינם מצוידים כראוי ל “עושר ” הזה. .כלומר , מינים אלו מפסידים למינים חדשים שנוצרו אשר תחרותיים יותר בעולם שבו יש עודף של חנקן, (מותאמים יותר לסביבה זו מאחרים . ) לפעמים האפקט של שרשרת זו הוא אובדן של חלק מהמגוון הביולוגי. לדוגמה, אדמות ערבה מעבר לאירופה איבדו רבע או יותר מסוגי הצמחים שלהם לאחר עשורים של יצירת חנקן ושינוי הפוזיציה שלו באטמוספירה. בעיה זו התפשטה בצורה נרחבת כל כך שמאמר מדעי לאחרונה דירג את זיהום החנקן כאחד מ3 הגורמים העיקריים לפגיעה במגוון הביולוגי מסביב לגלובוס, והועידה בתוכנית הסביבתית של האו”ם שאחראית על הנושא של המגוון הביולוגי החשיבה את הפחתת שינוי הפוזיציה של החנקן כאחד האינדיקטורים להצלחה בתהליך השימור של המינים.

10. ההפסד של מיני צמחים נדירים באופן נורמלי מעורר מעט דאגה בציבור הכללי או בקרב אלו שמעצבים את המדיניות. אך עודף חנקן לא רק פוגע במינים אחרים, הוא יכול לאיים גם על זה שלנו. מכונים לאומיים של סקירת הבריאות הציעו שהעלאה של ריכוזי החנקן במים לשתייה- לעיתים  כתוצאה מזיהום המים כתוצאה מרמה גבוהה של חנקן בדשנים, עלולה לתרום לבעיות בריאות שונות , ובכללן מס’ סוגי סרטן. החנקן קשור לזיהום אוויר, אם בקרקע ואם בשכבת האוזון, ומשפיע על מאות מיליוני אנשים, ע”י העלאת שכיחות מחלות לב ריאה, ובאופן כללי- העלאת שיעורי התמותה.

11. פידבקים אקולוגיים אשר נובעים מעודף חנקן (ועוד דשן כימיקלי שנמצא בכל מקום, פוספרוס) אולי יכו אותנו עם בעיות בריאות נוספות. כמה גדולות או שונות תגובות כאלה יהיו עדיין לא ידוע, אך מדענים אכן יודעים שהעשרת סביבה אקולוגית עם חנקן משנה את האקולוגיה בדרכים רבות. ממצאים אחרונים מציעים שעודף חנקן עלול להעלות את הסיכון לאלצהיימר וסכרת במידה ומצוי במי שתייה. זה עלול גם להעלות את כמות האלרגנים הנישאים באוויר , ולקדם התפשטות של מחלות זיהומיות. דישון של צמח האמברוסיה לדוגמה, מעלה את האבקה המיוצרת ממקור הזנה זה. כולרה, מלריה, סכיזוטומיאזסיס, ווירוס הנילוס המערבי מראים פוטנציאל להדביק יותר אנשים כאשר החנקן נמצא בשפע.

12. מחלות אלו ומחלות רבות אחרות נשלטות ע”י הפעולות של מינים אחרים בסביבה, במיוחד אלו שנושאות את המזהם- לדוגמה יתושים שמפיצים את מחלת המלריה , וחלזונות שמשחררים את הסכיזוטוזומים לתוך המים. החלזונות מציעים דוגמה המראה כיצד החנקן מפעיל תגובת שרשרת: יותר חנקן או פוספרס משתחררים מדלקים, יותר צמחים גדלים במעמקי המים, היוצרים יותר אוכל לחלזונות ואוכלוסייתם גדלה במהירות, וכך הסוכנים שמעבירים את המחלה מתרבים. החנקן העודף גם משמש כדלק לגדילה אקספוננציאלית של אפקט ובו כל חילזון מפיק יותר פרזיטים. עדיין מוקדם כדי לדעת האם , באופן כללי, ההזנה המזוהמת תעלה את הסיכון למחלות, בחלק מהמקרים, התוצאה של השינוי האקולוגי יכולה להפחית סיכונים בריאותיים. אבל הפוטנציאל לשינוי, וכך גם הצורך להבין כיצד הוא יקרה,- מתפתח במהירות עקב שימוש הולך וגובר בדשנים שיתפשטו לאזורים טרופיים רוחביים מרובי מחלות בעשורים הקרובים.

13. ממצאים רבים מאשימים את החנקן הפעיל בעלייה הולכת וגדלה בחשיבות שלו בשינוי האקלים. באטמוספירה, חנקן פעיל מוביל לאחד מתוצרים מאוד לא רצויים- אוזון צמוד קרקע- כאשר הוא מופיע כתחמוצת חנקן (NO) או כחנקן דו חמצני (NO2) אשר ידועים כחלק מקבוצת NOx.  האוזון הזה הוא בעייתי לא רק בגלל האיום של לבריאות בני האדם, אלא גם בגלל שברמת הקרקע, האוזון הוא “גז גרין האוס” מובהק. יותר מזה, הוא גורם נזק לרקמות של צמחים אשר מסתיים בביליונים של דולרים על אובדן של היבול המיוצר. כמו כן גדילה של האוזון בתוך הצמחים מפחיתה את יכולתם  לספוג פחמן דו חמצני,- תהליך שמקזז את ההתחממות הגלובלית.

14. חנקן פעיל הוא איום מדאיג במיוחד לשינוי האקלים כאשר הוא בצורתו המחומצנת (N2O)- אחד מגזי החממה העוצמתיים ביותר- מולקולה אחת של גז זה מוסיפה בקירוב 300 פעמים לפוטנציאל ההתחממות מאשר מולקולה אחת של CO2. למרות שN2O מצוי הרבה פחות באטמוספירה מאשר CO2. הריכוז שלו באטמוספירה האחראי להתחממות שווה בכמות ל10 אחוז מהתרומה של CO2.  ראוי לציין שעודף חנקן יכול גם להתנגד להתחממות- ע”י שילוב עם חלקיקים אחרים שמגיעים מתרסיסים אשר סופגים קרינה נכנסת, לדוגמה, או ע”י המרצה של צמחים בחנקן אשר גורמת לגדילה מהירה יותר, ולכן הוצאה של יותר 2CO מהאטמוספירה. אך למרות חוסר הוודאות בנוגע לאיזון שבין האפקטים המחממים והמקררים של החנקן, רוב הסימנים מצביעים על כך שיצירה עודפת ומתמשכת של חנקן תאיץ את תהליך ההתחממות הגלובלית. אז מה עושים ?

15.  למרות שייצור הדשן הוא אחד הגורמים העיקריים לחנקן שפוגע בפלנטה- שני שליש (בהערכה גסה) מקובע ע”י בני האדם, -לנטוש את התהליך הוא בבירור לא אופציה. תהליך הדישון הוא חשוב מדי להאכלת האוכלוסייה. אך דגש על שימוש יעיל חייב להיות חלק מהפתרון, גם במדינות העשירות וגם במדינות המתפתחות.

16. מדינות עשירות סיגלו לעצמן דרך למערכת חקלאית אשר לעיתים קרובות היא אקספוננציאלית בשימוש האינטנסיבי והלא יעיל שלה במשאב המפתח הזה. לעיתים קרובות מדי השימוש שלהן בחנקן מזכיר מסע בזבוזים – עם החזר מועט על ההשקעה ועם מעט התייחסות למחיר האמיתי שלו. בכל מקום אחר , ביליון או יותר אנשים עומדים ממולכדים במעגל חוסר הזנה ועוני. אולי הדוגמה הטובה ביותר היא של האזורים שמדרום למדבר סהרה באפריקה- אלו הם אזורים בהם הפיתוח החקלאי לעיתים קרובות נכשל בלספק את הצרכים הקלוריים הבסיסיים, ולא כל שכן לספק מקור הכנסה. שם הזרקה של דשנים חנקניים בבירור תשפר את מצב בני האדם. האימוץ שהתרחש  לאחרונה של מדיניות שתתמוך באישור הדישון ושיפור זני הזרעים בחוות עניות במלווי, לדוגמה, הוביל לעלייה בולטת בהכנסות, ולירידה ברעב.

17. אך תהליך הדישון לא צריך להתרחש בצורה לא זהירה. ההוכחות הן שם בחוץ: מחקרים מחגורת התירס במערב התיכון בארצות הברית, עד לשדות החיטה במקסיקו מראים שעודף דישון הפך להיות דבר שכיח בשדות רבים בעולם. – ושפחות דישון לא תמיד אומר פחות יבול. העובדה הפשוטה היא שכשלם, העולם מסוגל לגדל יותר אוכל עם פחות דשן ע”י שינוי המנהגים של החוות שנהיו שכיחים במקומות שבהם יש דשן בזול ובשפע, עם פחות התייחסות לתוצאות לטווח ארוך של השימוש בו.  הפחתה פשוטה בשימוש בדשן בגידול של יבולים רבים היא התחלה מצוינת: בהרבה מקרים, כמות הדשן היא הרבה מעל הכמות הנדרשת על מנת להבטיח מקסימום הכנסה ברוב השנים, ומסתיימת באובדן חסר פרופורציה לסביבה. בארה”ב, אנשים צורכים רק מעט יותר מ10% ממה שהחקלאים מספקים לשדות בכל שנה. במוקדם או במאוחר, הדשן העודף יסיים בסביבה. ההערכות משתנות, אך בשביל הרבה מהיבול המיוצר, רבע או חצי מיד מסולק מהשדה ע”י מי גשמים או עושה את דרכו לתוך האטמוספירה.

18. טכניקות מדויקות חקלאיות יכולות גם כן לעזור. סיפוק הדשן לשורשי צמחים רק בזמנים של מקסימום דרישה הוא דוגמה אחת לשיטה שכבר קיימת בחלק מאזורים החקלאיים העשירים בעולם. ע”י ניצול היתרון של מערכת האיכון העולמית למפות את השדות, במשולב עם הערכה של רמות ההזנה של הצמחים, חקלאים יכולים לבצע חישובים של כמה דשן יבול צריך ומתי. אך ציוד ההייטק הוא יקר, במיוחד לחקלאים עצמאיים רבים, ולכאלה חקלאות מדויקת כזאת היא לא הפתרון.

19. הפתרונות הן לא תמיד דרך היי טק. אסטרטגיות זולות יותר אך אפקטיביות יכולות לכלול לשתול צמחים “מכסי יבול”  בחורף ששומרים חנקן בשדה, במקום לתת לשדה לשכב ריק במשך חודשים . וכמו כן לשמור כמה מכסי יבול אלו  בין השורות של יבול עם ערך גבוה כמו תירס. סיפוק הדשן רק לפני השתלת הצמחים באביב, מאשר בסתיו, יכול לעשות הבדל גדול.

20. העולם יכול גם לנצל את היתרונות של  השינוי בצריכת השר. החנקן שמגיע ליבול של צמחים, – רוב הפעמים מגיע לפה של חזירים, פרות ועופות- ורובו מסולק ע”י פליטה, שתן וצואה. למרות שהפחתה בצריכת הבשר ברחבי בעולם תהיה צעד בעל חשיבות, בשר חלבון יישאר חלק חשוב מהתפריט  של בני האדם, ולכן יעילות בהפקתו חייבת גם כן להשתפר. העולם יכול לנצל את היתרונות בשינוי התזונה של בעלי החיים- לדוגמה, להאכיל פרות ביותר דשא ובפחות תירס- יכול לעזור בקנה מידה קטן,  טיפול טוב יותר בתוצרים של החיות, כמו מתקני הביוב לבני האדם,- שינוי של החנקן הפעיל בחזרה לגז לא פעיל לפני שמשוחרר בחזרה אל הסביבה. (ראה “ההמבורגר של הגרין האוס” ע”י נתן, מדען אמריקאי, פברואר 2009).

21. מהצד של האנרגיה, אשר מייצג 20% מעודף החנקן, חנקן פעיל רב יכול להיות מוסר מפליטת דלק המאובנים ע”י טכנולוגית של  שפשוף    NOX בארובות- ומקורות אחרים של זיהום תעשייתי. מעבר לזה, מאמץ גלובלי יציב לשפר את יעילות אנרגיה ולעבור לעבר מקורות מתחדשים ונקיים יותר יפחית את פליטת החנקן, לצד אלו של הפחמן. הסרה של הצמחים הישנים והלא יעילים מתהליך הייצור, והעלאת הסטנדרטים של פליטת כלי הרכב, וכאשר אפשרי, החלפת ייצור האנרגיה מחומרי הבעירה המסורתיים לדלק סולרי – כולם יעשו שינוי בעל משמעות.

22. מקור אחד של אנרגיה מתחדשת- דלק אורגני שמיוצר מתירס- מייצר דרישה חדשה לדשן. העלייה המדהימה ביצירה של אתנול מתירס בארה”ב- עלייה שעלתה פי 4 משנת 2000- בעלת השפעה רבה על העלייה בחנקן בנהר המיסיסיפי, אשר נושא את עודף הדשן לתוך מפרצה של מקסיקו, שם הוא מתדלק את פריחת האצות ויוצר אזורים מתים. לפי דיווח באפריל האחרון שנעשה ע”י הקומייט המדעי על בעיות סביבתיות (אז חלק מהמועצה הבינלאומית למדע) – עסק שמשתמש בהפקה של דלק אורגני יכול להחמיר את ההתחממות הגלובלית, את האיומים על בטיחות האוכל, את המחלות הנשימתיות של בני האדם, בנוסף לבעיות האקולוגיות המוכרות. איך לגרום לזה להיעשות:

23. לחברה כבר יש מגוון של כלים טכנולוגיים לנהל את החנקן בצורה אפקטיבית יותר, לשמור הרבה מהיתרונות שלו תוך כדי הפחתת הסיכונים שלו. לגבי אתגרי האנרגיה שלנו- החלפת השימוש בחנקן בצורה יציבה יותר לא תבוא בקלות, אין תרופת פלא. יותר מזה, ידע טכנולוגי על איך עושים זאת הוא לא מספיק- בלי יוזמות כלכליות ושינוי מדיניות אף אחד מהפתרונות הללו לא יפתור את הבעיה.

24. המהירות שבה זיהום החנקן עולה ברחבי העולם מעלה את הצורך לשליטה רגולטיבית. פיתוח או חיזוק הסטנדרטיים הסביבתיים, כמו הגדרת הכמות המקסימלית של מטען שיכולה להיכנס לשטח המים וקביעה של ריכוז החנקן הפעיל המותר בפליטה של דלק המאובנים, הוא בוודאי חיוני. בארה”ב ובמדינות אחרות , מדיניות רגולטורית מיושמת ברמה הלאומית וגם ברמה האזורית, בהצלחה מסוימת. ( ראה “תחייה של האזורים המתים ע”י לורנס מי, מדענית אמריקאית , נובמבר 2006). וכמו שצריך שהמדיניות תשתנה- הבאת הדשן לחלקים אלו של העולם לרוב נעקפת ע”י המהפכה הירוקה, ולכן אזורים אלו צריכים לייצר פתרונות יציבים מההתחלה – כדי להימנע מטעויות חוזרות שנעשו ע”י ארה”ב ומדינות אחרות.

25.  הבטח לשיפור יכולה להתרחש אפילו ללא איום רגולטורי ע”י קנסים כספיים על הגזמה בפליטה הסטנדרטית. שוק שמבוסס על כלים, כמו היתר חגורת מסחר, יכול להיות לעזר.  הגישה הזאת נחלה הצלחה למפעלים שפלטו גופרית דו חמצנית – אימוץ של גישות דומות לזיהום הNOX כבר בתהליכים, כולל סוכנות ההגנה הסביבתית בתוכנית המסחר לתקציב NOX אשר התחילה בשנת 2003. מדיניות כזאת יכולה להתרחב לזרימת הדשן ולפליטת הבהמות גם כן- למרות שהאחרונות קשות במיוחד לבקרה מאשר שריפת הפחם בארובות של מפעל.

26. גישות אחר לפתרון גם מתחילות לקבל אחיזה, כולל שימוש משופר באדמות עם אזורים חקלאיים, ווידוא ששדות יבול מאחורי גופי מים חסומים ע”י ביצות אשר יכולות להפחית את כמות קליטת החנקן שמגיעה לשטח המים ולחופי האוקיינוסים. הגנה על אזורי מים אלו, כמו אלו שמקודמים ע”י תוכנית השימור של ארה”ב, יכולה למלא שתי משימות : לא רק שיפחיתואת זיהום החנקן, אלא גם יספקו בית מגורים קריטי לציפורים נודדות ובית אירוח למינים אחרים.

27. התקדמות בולטת תחייב גם חשיבה מחדש על תמיכה כספית לחקלאות. באופן כללי תמיכה כספית שמתגמלת ניהול סביבתי- יכולה להביא לשינויים מהירים בשימוש הסטנדרטי. מחקר אחרון ללא רווח שכלל ניסוי שבוצע ע”י חוות האמינות באמריקה הראה שחקלאים מסכימים להפחית את שימושם בדשן והפקדת נתח מעלויות שנשמרו ע”י רכישה מופחתת של דשן  לקרן משותפת. לאחר מכן הם יעשירו את חלק הארי של היבול בכמות מופחתת, בעוד שיעשירו בדישון כבד חלקות בדיקה קטנות. אם הבדיקות יעלו על ממוצע ההכנסה של השדה כולו, הקרן תשלם את ההפרש.

28. כמו שאחד מאיתנו (הווארת) דיווח בהערכת המערכת האקולוגית של המילניום ב2005, כזה תשלום יידרש בפעמים נדירות, בהינתן הנטייה להעשרת יתר של יבולים רבים. החקלאי הממוצע באזורי חקלאות של מערב התיכון של ארה”ב (המקור לרוב הגדול של זיהום החנקן שמתדלק את האזורים המתים במפרץ מקסיקו) משתמש באופן קבוע ב20 עד 30 אחוז יותר דשן חנקני מאשר הסוכנות החקלאית ממליצה. כמו שחזו, חקלאים שהשתתפו בניסוי זה ובניסויים דומים , השתמשו בפחות דשן אך ללא ירידה בתשואה של היבול, וחסכו כסף כתוצאה מזה, מכיוון שהתשלום ששולם לקרן היה מופחת מהסכום ששמרו ע”י קנייה של פחות דשן. כתוצאה מכך, קרנות כאלה גדלו ללא סבסוד של משלמי המיסים.

29. לבסוף, חינוך ציבורי משופר ובחירה אישית יכולים לשחק תפקיד קריטי. באותה הדרך שאינדיבידואלים רבים התחילו להפחית את צריכת האנרגיה שלהם, כך אנשים מכל התחומים יכולים  ללמוד כיצד לבחור דרך חיים המאופיינת במיעוט שימוש עתיר בחנקן.

30. שיפור אחד גדול יכול להיות בכך  שאמריקאיים יאכלו פחות בשר. אם אמריקאים יסכימו לשנות את תזונתם לתזונה ים תיכונית רגילה, שבה צריכת הבשר הממוצעת תהיה שישית מזו של היום , לא רק שהבריאות של האמריקאים תשתפר, השימוש של המדינה בדשן ייחתך בחצי. שינויים כאלה בתזונה ובהרגלים חקלאיים יכולים בו זמנית להקטין את זיהום החנקן בסביבה, ולשפר את בריאות הציבור: שימוש אינטנסיבי בחנקן בחקלאות במדינות עשירות תורם לעושר רב מדי של חלבונים, וכך גם לתזונה לא מאוזנת שמתקשרת לבעיות בריאות ממחלות לב וסכרת ועד להשמנת יתר בילדים.

31. עשיית בחירות אישיות אשר מעוצבות על מנת להפחית את טביעת הרגל הפחמנית של היחיד יכולה לעזור- לא רק בצד התעשייתי, כמו תמיכה באנרגיית רוח ומכוניות היברידיות, אלא גם בצד החקלאי . אכילה של פחות בשר, אכילה של אוכל מגידול מקומי ואכילה של בשר הניזון מדשא ולא תירס , כולם תוקפים את בעיית החנקן והפחמן בו זמנית. בחירות של אינדיבידואלים  לבדם קרוב לוודאי לא יפתרו את הבעיה, אך ההיסטוריה מראה שהן יכולות לעורר מדענים ללכת בדרכים חדשות.  הפשרות המוכרות שהיו בין האקלים ליצירת אנרגיה שבהתחלה זכו להתעלמות כהיפותטיות, היום מופיעות בכל מקום , מנאומי נשיאים ושלטי חוצות לצד הדרך, עד לסכמות רגולטוריות התחלתיות.

32. לרוע המזל, בעיית החנקן היא קשוחה יותר מבעיית הפחמן. על מנת לפתור את האחרונה, יהיה זה הגיוני לדמיין צעידה לעולם לעבר עתיד של ייצור אנרגיה ללא פליטה של CO2  מדלק מאובנים. אך זה  לא אפשרי לדמיין עולם חופשי מהצורך לייצר כמויות משמעותיות של חנקן פעיל. דשן סינתטי היה, וימשיך להיות , קריטי כדי לענות על צרכי האוכל של העולם ,אך  אם נשאר במסלול של “עסקים כרגיל” עם ייצור חנקן הולך וגובר, אנחנו נצטרך להתמודד עם עתיד שבו היתרון הענק של הגילוי של פריצ -הבר יהפוך לצל ע”י החסרונות שלו.

33. עדיין, כמו שדיברנו כאן, מעגל בעיות החנקן יכול להיות מופחת בצורה מובהקת עם טכנולוגיה עכשווית עם עלויות יחסיות לא גבוהות. אנחנו יכולים וחייבים להשתפר. זה ייקח מאמץ מידי ומתמיד, אך עתיד עם חנקן יציב הוא לחלוטין בר השגה.

תיקון בעיית החנקן העולמית

By Alan R. Townsend and Robert W. Howarth

Keywords: Nitrogen, fertilizer , global warming, fossil fuel, crops, farm

האנושות זקוקה לחנקן על מנת לדשן את אדמות היבול, אבל גידול בשימוש הגלובלי בו פוגע בסביבה, ומאיים על בריאות בני האדם. כיצד נוכל להתוות דרך בר קיימא?

1. ביליונים של  אנשים חבים את חייהם להמצאה אחת, אשר גילה הוא כבר כמאה. בשנת  1909 כימאי גרמני בשם פריץ האבר מאוניברסיטת קרסו, גילה דרך להפוך את גז החנקן- אשר היה שכיח באטמוספרה אך לא פעיל, ולכן לא זמין לרוב האורגניזמים החיים – לאמוניה, החומר הפעיל בדשן סינתטי. היכולת העולמית לגדל אוכל התפוצצה כ20 שנה לאחר מכן, כאשר מדען גרמני קרל בוש פיתח סכמה שתפקידה להוציא לפועל את הרעיון של האבר בקנה מידה תעשייתי.

2.  במהלך העשורים המבטיחים שלאחר מכן, מפעלים חדשים  הפכו טון אחרי טון של אמוניה תעשייתית לדשן, והיום ההמצאה של הבר- בוש נחשבת להמצאה מוערכת מאוד, אשר נותנת את אחד היתרונות המובהקים לבריאות הציבור בהיסטוריה של האנושות. כעמוד התווך של המהפכה הירוקה, דשן סינתטי אפשר לחוואים להפוך אדמה לא מדושנת למגרש מדושן ולגדל יבול אחרי יבול באותה הקרקע מבלי לחכות לכך שהתזונה של הצמחים תתחדש באופן טבעי. כתוצאה מכך, האוכלוסייה העולמית הרקיעה שחקים מ1.6 ביליון ל6 ביליון במאה ה20.

3. אך החדשות הטובות הללו  לאנושות הגיעו עם מחיר גבוה. מרבית החנקן הפעיל שאנחנו מייצרים,  -בכוונה למטרת הדישון , או בכמות מעטה יותר, כתוצר לוואי של בעירת דלק המאובנים אשר מתדלק את המכוניות שלנו ואת התעשייה. - לא מסתיים רק באוכל שאנחנו אוכלים. במקום זאת, הוא נודד לתוך האטמוספירה, לנהרות ולאוקיינוסים, ושם עושה מהפך סטייל ג'קייל והייד והופך מעושה טוב למזהם תוקפני. מדענים ממזמן הגדירו חנקן פעיל ככזה שגורם נזק לפריחת האצות, לאזורים מתים בחופים, ולזיהום האוזון. אך מחקרים אחרונים מוסיפים  אובדן של המגוון הביולוגי והתחממות  גלובלית ל"תיק ההרשעות" של החנקן, וכמו כן ...

295.00 

295.00 

סיוע בכתיבת עבודה מקורית ללא סיכונים מיותרים!

כנסו עכשיו! הצטרפו לאלפי סטודנטים מרוצים. מצד אחד עבודה מקורית שלכם ללא שום סיכון ומצד שני הקלה משמעותית בנטל.