انتشارهای نادیده‌گرفته‌شده در حوزه هوای دریای سالتون

انتشار نیتروژن اکسید در حوضه هوایی دریاچه سالتون

طبق یک مطالعه از دانشگاه کالیفرنیا، دیویس، حداقل یک‌چهارم از تمام انتشار نیتروژن اکسید (NOx) در حوضه هوایی دریاچه سالتون در کالیفرنیا ناشی از خاک است. این مطالعه با استفاده از تحلیل ایزوتوپی نشان داد که میزان انتشار سالانه خاک در این حوضه به طور متوسط حدود ۱۱ تن در روز است که ۱۰ برابر بیشتر از موجودی فعلی ایالت برای انتشار NOx از خاک در این منطقه می‌باشد. این تحقیق در نشریه علمی Nature منتشر شده است. همچنین، این مطالعه بر لزوم درک بهتر و محاسبه انتشارها از خاک‌های کشاورزی تأکید دارد تا بتوان به مقررات کیفیت هوای ایالت و فدرال پایبند بود و کیفیت هوا را در مناطق روستایی دره امپریال، دره کواچلا و سایر مناطق فعال کشاورزی در اقلیم‌های گرم بهبود بخشید.

منابع دست‌کم‌گرفته شده

در دهه‌های اخیر، کیفیت هوا در مناطق کلان‌شهری مانند لس آنجلس به طرز چشمگیری بهبود یافته است، عمدتاً به دلیل کاهش انتشار سوخت‌های فسیلی و پیش‌سازهایی مانند NOx از صنعت و حمل‌ونقل. با این حال، به نظر می‌رسد که انتشار NOx در بسیاری از مناطق روستایی در حال بدتر شدن است، بخشی به دلیل آتش‌سوزی‌های جنگلی و افزایش انتشارها از خاک‌های کشاورزی. ایان فالوونا، نویسنده مسئول و استاد دانشگاه کالیفرنیا، دیویس در دپارتمان منابع زمین، هوا و آب و مرکز تحقیقات کیفیت هوا گفت: “آتش‌سوزی‌های جنگلی و انتشارهای خاک، منابعی هستند که به نظر می‌رسد در این قرن بر آلودگی هوا تسلط پیدا می‌کنند و ما باید تفکر خود را در مورد مقررات کیفیت هوا به‌روزرسانی کنیم تا این موضوع را منعکس کند، به‌ویژه در مورد تأثیرات آن بر جوامع حومه‌ای و روستایی.” او افزود: “ما به نقطه‌ای رسیده‌ایم که کیفیت هوا در بسیاری از نقاط کالیفرنیا حدود هشت سال پیش متوقف شده است و من مشکوک هستم که این موضوع ارتباط زیادی با این دو منبع دست‌کم‌گرفته شده دارد.”

کودها، آبیاری و اقلیم

دریاچه سالتون یکی از آلوده‌ترین حوضه‌های هوایی در کشور است. این حوضه از پام اسپرینگز آغاز شده و از طریق دره کواچلا به دره امپریال می‌رسد و در نهایت به مرز مکزیک در کالی‌کسیکو ختم می‌شود. این منطقه سالانه بیش از ۲ میلیارد دلار فروش کشاورزی تولید می‌کند و محصولات آن در تمام طول سال کشت می‌شوند.

چالش‌های زیست‌محیطی در کالیفرنیا: تأثیرات آلودگی هوا بر ساکنان لاتین

ساکنان عمدتاً لاتین این منطقه با نرخ‌های بالای فقر، آسم و بیماری‌های تنفسی مواجه هستند. NOx به عنوان یک آلاینده مرکزی هوا، پیش‌ساز تولید اوزون و ذرات معلق (PM) در جو شناخته می‌شود. استفاده زیاد از کودهای شیمیایی، آبیاری و افزایش دما، همگی عواملی هستند که به افزایش انتشار NOx از خاک کمک می‌کنند و این موارد در منطقه مورد مطالعه مشاهده می‌شوند. کالیفرنیا یکی از سریع‌ترین افزایش‌های دما در فصل‌های گرم را در میان ایالت‌های کشور تجربه می‌کند. دماهای بالاتر به افزایش خطر آتش‌سوزی‌های جنگلی و تولید بیشتر میکروب‌ها در خاک منجر می‌شود.

در همین حال، فروش کود برای خاک‌های شنی شهرستان امپریال از سال ۱۹۹۱ به میزان ۱۳۷% افزایش یافته است.

نمونه‌برداری و تحلیل‌های آزمایشگاهی

برای درک بهتر این عوامل، نویسندگان بین ژوئن ۲۰۲۲ و آوریل ۲۰۲۳ نمونه‌برداری میدانی را در یک دبیرستان در دره امپریال و یک ایستگاه هواشناسی در زمین‌های قبیله‌ای تورس مارتینز دسر کاهویا در دره کواچلا انجام دادند. این کار با همکاری سازمان غیرانتفاعی محلی Comité Cívico del Valle صورت گرفت. نمونه‌ها سپس استخراج و به مرکز ایزوتوپ پایدار دانشگاه کالیفرنیا، دیویس منتقل شدند. امضاهای ایزوتوپی در یک مدل ترکیب بیزی برای برآورد سهم خاک‌ها در امضای ایزوتوپی کلی استفاده شد. این تحلیل نشان داد که منابع خاک در حال حاضر به میزان ۱۰ برابر کمتر از حد واقعی برآورد شده‌اند.

عوامل مؤثر بر تولید NOx در خاک

دسترس‌پذیری مواد مغذی، رطوبت خاک و دما همگی بر تولید NOx در خاک تأثیر می‌گذارند. نویسندگان اشاره می‌کنند که داده‌های اضافی درباره نرخ‌های کاربرد کود و برنامه‌های آبیاری می‌تواند تأثیرات مستقیم این تغییرات را بیشتر روشن کند و به تنظیم‌کنندگان کمک کند تا به‌طور مؤثر قوانین کیفیت هوا را در این منطقه تقویت کنند.

فالوونا گفت: “مردم به انتشار گازهای خاک و دود آتش‌سوزی‌های جنگلی به عنوان آلاینده‌های ‘پیش‌زمینه’ نگاه می‌کنند، اما در واقع این آلاینده‌ها در حال افزایش هستند و در بسیاری از نقاط ایالت در حال تسلط هستند.” او افزود: “ما در حال حاضر در محاسبه اجزای مهم مشکلات آلودگی خود شکست خورده‌ایم.”

این مطالعه به رهبری هدر لیب انجام شد که به تازگی تحت سرپرستی فالوونا در دانشگاه کالیفرنیا دیویس دکترای خود را دریافت کرده است. این تحقیق از حمایت مالی مرکز علوم بهداشت محیط دانشگاه کالیفرنیا دیویس از طریق مؤسسات ملی بهداشت و همچنین مرکز غربی بهداشت و ایمنی کشاورزی و مؤسسه ملی غذا و کشاورزی USDA بهره‌مند شد.