آلودگی نفس‌گیر کالیفرنیا: خاک کشاورزی 10 برابر بیشتر از حد مجاز گاز سمی تولید می‌کند!

خروج اکسید نیتروژن در حوضه‌ی هوای دریاچه‌ی سالتون

مطابق با یک پژوهش از دانشگاه کالیفرنیا، دیویس، حداقل یک‌چهارم از کلِ گسیل اکسید نیتروژن (NOx) در حوضه‌ی هوایِ دریاچه‌ی سالتون واقع در کالیفرنیا، منشاءش خاک است. این مطالعه با استفاده از روش آنالیز ایزوتوپی مشخص کرد که حجم انتشار سالانه‌ی خاک در این حوضه، به‌طور میانگین در حدود ۱۱ تن در روز است، یعنی ده برابر بیشتر از حدودی که دولت ایالتی برای انتشار NOx از خاک در این منطقه تعیین کرده. این تحقیق در مجله‌ی معتبر Nature منتشر شده. همچنین، این پژوهش بر اهمیت یافتن درک عمیق‌تر و محاسبه‌ی دقیق‌ترِ انتشارات ناشی از خاک‌های کشاورزی تأکید دارد، تا بتوان به قوانین کیفیت هوا در این ایالت و در سطح فدرال پایبند بود و کیفیت هوا را در مناطق روستایی دره‌ی ایمپریال، دره‌ی کوآچلا و دیگر نواحی کشاورزیِ فعال و در اقلیم‌های گرم بهبود بخشید.

منابعی که دستِ‌کم گرفته شده‌اند

در دهه‌های اخیر، کیفیت هوا در مناطق کلان‌شهری‌ای مثل لس‌آنجلس به شکل قابل‌توجهی بهتر شده، که اصلی‌ترین علت آن، کاهش انتشار سوخت‌های فسیلی و پیش‌سازهایی نظیر NOx از بخش‌های صنعتی و حمل‌ونقل است. اما به نظر می‌رسد در بسیاری از نواحی روستایی اوضاع انتشار NOx رو به وخامت می‌رود، که بخشی از این مسئله به دلیل آتش‌سوزی‌های جنگلی و افزایشِ انتشار از خاک‌های کشاورزی است. ایان فالوونا، نویسنده‌ی مسئول این تحقیق و استاد دانشگاه کالیفرنیا، دیویس، در دپارتمان منابع زمین، هوا و آب و مرکز تحقیقات کیفیت هوا، در این‌باره گفت: «آتش‌سوزی‌های جنگلی و انتشارات خاک، منابعی هستند که گویا در این قرن بر آلودگی هوا چیره می‌شوند و ما نیاز داریم تا نگاهمان به قوانینِ کیفیت هوا را به‌روز کنیم تا این موضوع را در نظر بگیرد؛ به‌خصوص در مورد تأثیراتی که بر جوامع حومه‌ای و روستایی می‌گذارند». او اضافه کرد: «به نقطه‌ای رسیده‌ایم که کیفیت هوا در بسیاری از نقاط کالیفرنیا، حدود هشت سالی می‌شود که متوقف شده و من گمان می‌کنم این مسئله ارتباط زیادی با این دو منبعی دارد که کم‌اهمیت شمرده شده‌اند».

کودها، آبیاری و اقلیم

دریاچه‌ی سالتون جزو آلوده‌ترین حوضه‌های هوایی در کشور است. این حوضه از پام اسپرینگز شروع می‌شود و از طریق دره‌ی کوآچلا به دره‌ی ایمپریال می‌رسد و در نهایت به مرز مکزیک در کالیکسیکو ختم می‌شود. این منطقه سالانه بیش از دو میلیارد دلار فروش محصولات کشاورزی دارد و محصولات در طول سال کشت می‌شوند.

معضلات محیط‌زیستی در کالیفرنیا: تأثیرات آلودگی هوا بر ساکنان لاتین

ساکنین عمدتاً لاتین‌تبارِ این منطقه با نرخ‌های بالای فقر، بیماری آسم و مشکلات تنفسی دست‌وپنجه نرم می‌کنند. NOx به‌ عنوان یک آلاینده‌ی اساسی در هوا، پیش‌ساز تشکیل اوزون و ذرات معلق (PM) در جو محسوب می‌شود. استفاده‌ی بیش از حد از کودهای شیمیایی، آبیاری و افزایش دما، همه از جمله عواملی هستند که به زیاد‌شدنِ انتشار NOx از خاک دامن می‌زنند و در منطقه‌ی مورد مطالعه هم این مسائل مشاهده می‌شود. کالیفرنیا یکی از ایالت‌هایی است که در فصل‌های گرم، بیشترین افزایش دما را تجربه می‌کند. دمای بالاتر، منجر به افزایش خطر آتش‌سوزی‌های جنگلی و تولید بیشتر میکروب‌ها در خاک می‌شود.

در عین حال، فروش کود برای خاک‌های شنی شهرستان ایمپریال، از سال ۱۹۹۱ تا کنون، به میزان ۱۳۷% افزایش داشته است.

نمونه‌برداری و آنالیزهای آزمایشگاهی

برای درک بهتر این عوامل، نویسندگان در بازه‌ی زمانی ژوئن ۲۰۲۲ تا آوریل ۲۰۲۳ اقدام به نمونه‌برداری میدانی در یک دبیرستان واقع در دره‌ی ایمپریال و یک ایستگاه هواشناسی در زمین‌های قبیله‌ی تورس مارتینز دزد کائویا در دره‌ی کوآچلا کردند. این کار با همکاری سازمان غیرانتفاعی محلی به‌نام Comité Cívico del Valle انجام شد. نمونه‌ها سپس استخراج و به مرکز ایزوتوپ پایدار دانشگاه کالیفرنیا، دیویس منتقل شدند. از نشانه‌های ایزوتوپی در یک مدل ترکیب بیزی برای تخمین سهم خاک‌ها در نشانه‌ی ایزوتوپی کلی استفاده شد. این آنالیزها نشان داد که منابع خاکی در حال حاضر به میزان ده برابر کمتر از حد واقعی، برآورد شده‌اند.

فاکتورهای مؤثر بر تولید NOx در خاک

در دسترس بودن مواد مغذی، رطوبت خاک و دما، همگی بر تولید NOx در خاک اثر می‌گذارند. نویسندگان اشاره می‌کنند که داده‌های بیشتر درباره‌ی میزان به‌کارگیری کودها و برنامه‌های آبیاری، می‌تواند تأثیرهای مستقیم این تغییرات را روشن‌تر کند و به قانون‌گذاران کمک کند تا قوانین کیفیت هوا را در این منطقه به‌طور مؤثرتری تقویت کنند.

فالوونا می‌گوید: «مردم، به انتشار گازهای خاک و دود آتش‌سوزی‌های جنگلی، به‌عنوان آلاینده‌های «پیش‌زمینه» نگاه می‌کنند، اما در واقعیت، این آلاینده‌ها در حال افزایش هستند و در بسیاری از نقاط ایالت در حال چیره شدن هستند». او اضافه می‌کند: «ما در حال حاضر در تخمین اجزای مهمِ مشکلات آلودگی خود، شکست خورده‌ایم».

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