مطالعه نشان می‌دهد که انتشار گازهای کشاورزی از تمام منابع آلاینده PM2.5 ساخت بشر در آمریکا، اروپا و چین پیشی گرفته است

وقتی به آلودگی هوای کشنده فکر می‌کنیم، دودکش‌ها، اگزوز خودروها و گسترش صنعتی را تصور می‌کنیم. اما هوایی که تنفس می‌کنیم به طور فزاینده‌ای تحت تأثیر غذایی است که می‌خوریم. برای صدها میلیون نفر در سراسر ایالات متحده، اروپا و چین، منبع اصلی آلودگی هوای ذرات ریز دیگر کارخانه یا بزرگراه نیست، بلکه مزرعه است.

یک تحلیل برجسته که در نشریه Geophysical Research Letters منتشر شد و توسط محققان مرکز تحقیقات سیستم‌های اقلیمی دانشگاه کلمبیا و مؤسسه مطالعات فضایی گادرد ناسا هدایت شد، نشان داد که انتشار گازهای کشاورزی اکنون از تمام منابع انسانی دیگر PM2.5 در این مناطق پرجمعیت پیشی گرفته است. این یافته، دهه‌ها باور سنتی در مورد کیفیت هوای شهری و منشأ مسمومیت جوی را زیر سؤال می‌برد.[1]

عامل اصلی این آلودگی، گرد و غباری نیست که توسط تراکتورها بلند می‌شود یا دود خروجی از کمباین‌های دیزلی. بلکه بخارات نامرئی ناشی از کودهای غنی از نیتروژن و فضولات متمرکز حیوانات است. این عملیات کشاورزی مقادیر زیادی گاز آمونیاک را در جو پایین‌تر منتشر می‌کند و ترکیب شیمیایی هوای بالای خود را به طور اساسی تغییر می‌دهد.[1][2]

گاز آمونیاک به تنهایی عمدتاً یک مزاحمت محلی است. با این حال، هنگامی که بادهای غالب آن را به سمت مراکز شهری و صنعتی حمل می‌کنند، با آلاینده‌های احتراقی – به ویژه اکسیدهای نیتروژن و سولفات‌های منتشر شده توسط وسایل نقلیه، نیروگاه‌ها و کارخانه‌ها – برخورد می‌کند. این تلاقی انتشار گازهای روستایی و شهری، یک محیط جوی بسیار واکنش‌پذیر ایجاد می‌کند.[1]

هنگامی که این گازهای کشاورزی و صنعتی با هم ترکیب می‌شوند، مجموعه‌ای از واکنش‌های شیمیایی را آغاز می‌کنند که ذرات جامد بسیار کوچک معروف به PM2.5 را ایجاد می‌کنند. این آئروسل‌ها کمتر از ۲.۵ میکرومتر عرض دارند، یا تقریباً یک سی‌ام عرض موی انسان، که باعث می‌شود با چشم غیرمسلح کاملاً نامرئی باشند اما برای زیست‌شناسی انسان ویرانگر هستند.[1]

به دلیل اندازه میکروسکوپی، ذرات PM2.5 به راحتی از سیستم‌های فیلتراسیون طبیعی بدن عبور می‌کنند. آنها به عمق ریه‌ها نفوذ کرده و می‌توانند مستقیماً وارد جریان خون شوند. سازمان بهداشت جهانی و مطالعات اپیدمیولوژیک بعدی، قرار گرفتن مزمن در معرض PM2.5 را با بیماری‌های قلبی عروقی، نارسایی ریوی و میلیون‌ها مرگ زودرس در سراسر جهان در هر سال مرتبط می‌دانند.[3][5]

حجم پیش‌سازهایی که این بحران را هدایت می‌کنند، حیرت‌آور است. تولید جهانی کودهای مصنوعی از حدود ۲۰ میلیون تن در سال ۱۹۵۰ به نزدیک به ۲۰۰ میلیون تن امروز افزایش یافته است، که ترکیبات مبتنی بر نیتروژن سهم عظیمی از آن را تشکیل می‌دهند. تنها در ایالات متحده و کانادا، اکنون کشاورزی مسئول بیش از سه چهارم کل انتشار آمونیاک است.[1][2]

با افزایش جمعیت جهانی به سمت ۹ میلیارد نفر، تقاضا برای بازده محصولات کشاورزی و تولید دام به ناچار افزایش خواهد یافت. دانشمندان و سیاست‌گذاران اذعان دارند که استفاده از کود برای جلوگیری از قحطی گسترده باید افزایش یابد، که این امر یک تنش ساختاری بین تغذیه جهان و حفظ هوای قابل تنفس برای ساکنان آن ایجاد می‌کند.[4]

با این حال، ماهیت سیستمی این آلودگی یک اهرم سیاستی غیرمنتظره ارائه می‌دهد. از آنجا که آمونیاک کشاورزی برای تشکیل PM2.5 به سولفات‌ها و اکسیدهای نیتروژن صنعتی نیاز دارد، اگر این پیش‌سازهای صنعتی از جو حذف شوند، ذرات کشنده نمی‌توانند شکل بگیرند. زنجیره شیمیایی برای عملکرد به هر دو نیمه نیاز دارد.[1]

مدل‌های جوی نشان می‌دهند که با انتقال کشورها به منابع برق پاک‌تر، اعمال مقررات سختگیرانه‌تر انتشار گازهای گلخانه‌ای و استفاده از وسایل نقلیه با آلایندگی صفر، مواد اولیه صنعتی لازم برای تشکیل آئروسل به تدریج کاهش می‌یابد. این انتقال در حال حاضر در چندین اقتصاد توسعه‌یافته در حال انجام است و شیمی پایه تروپوسفر را تغییر می‌دهد.[3]

در نتیجه، محققان پیش‌بینی می‌کنند که حتی اگر انتشار آمونیاک کشاورزی در دهه‌های آینده برای تأمین تقاضای غذا دو برابر شود، آلودگی کلی ذرات ریز همچنان کاهش خواهد یافت. انتشار گازهای مزارع به سادگی از شرکای شیمیایی مورد نیاز خود برای تبدیل شدن به PM2.5 «محروم» می‌شوند و آمونیاک را تا حد زیادی بی‌ضرر می‌سازند تا زمانی که در نهایت توسط باران از آسمان شسته شود.[1]

این پویایی رویکردهای نظارتی سنتی را پیچیده می‌کند. در حالی که برخی از حامیان محیط زیست بر محدودیت‌های سختگیرانه بر انتشار گازهای مزارع اصرار دارند، گروه‌های کشاورزی استدلال می‌کنند که چنین محدودیت‌هایی می‌تواند امنیت غذایی جهانی را تهدید کند. اجماع علمی در حال ظهور نشان می‌دهد که کارآمدترین مسیر برای هوای پاک‌تر ممکن است تنظیم مقررات مزرعه نباشد، بلکه تسریع پاکسازی موتور احتراقی است.[2][4]