Mwanzoni mwa karne ya 20, wakemia wa Ujerumani Fritz Haber na Carl Bosch walitengeneza njia ya kuchukua nitrojeni hewani na kuichanganya na haidrojeni. Ingekuwa moja ya maendeleo makubwa ya kisayansi ya karne hii.
Pamoja, vitu viwili vilitengeneza amonia ya kioevu, kiungo muhimu katika mbolea za sintetiki, ambayo ingeendesha upanuzi wa kilimo ambao haujawahi kutokea na kusaidia kulisha ulimwengu unaokua haraka.
Lakini kumekuwa na upande mbaya. Katika kipindi cha miaka 100 iliyopita, kiwango cha misombo ya nitrojeni iliyotengenezwa na mwanadamu katika maji, udongo na hewa imeongezeka mara mbili - ongezeko linaloendeshwa kwa sehemu kubwa na utumiaji mkubwa wa mbolea bandia.
Nitrogeni ni muhimu kwa maisha Duniani lakini kwa ziada, ni uchafuzi hatari na ina sumu kwa miili ya maji, mimea, wanyama na wanadamu, wakati wa kuendesha mabadiliko ya hali ya hewa kupitia uzalishaji wa gesi yenye nguvu ya chafu, oksidi ya nitrous. Ingawa haijulikani sana kwa umma, wataalam huita mafuriko ya nitrojeni nyingi kuwa moja ya vitisho vikali vya uchafuzi wa mazingira unaowakabili wanadamu leo.
Changamoto
Mwanzoni mwa karne ya 19, kulikuwa na karibu hakuna misombo ya nitrojeni iliyoundwa na mwanadamu katika mazingira. Lakini katika miaka baada ya kufanikiwa kwa Haber-Bosch, viwango vyao vilianza kuongezeka, vikisukumwa na unyonyaji mkubwa wa mbolea bandia na shughuli zingine za kibinadamu kama utengenezaji wa vyombo vya moto na uchomaji wa mafuta, ambayo yote yanaunda aina ya nitrojeni yenye kemikali. .
Kukosekana kwa virutubisho kutoka kwa shamba zilizowekwa na mbolea ya sintetiki kumeathiri vibaya mazingira ya ardhi, kulingana na Jukwaa la Sera la Sera la Sayansi ya Sayansi ya Biolojia na Huduma za Mazingira (IPBES). Lakini makazi ya maji safi na baharini yameathiriwa zaidi, na maua ya mara kwa mara kama vile Ziwa Erie, na "Kanda zilizokufa" asiye na maisha ya majini kama ilivyo kwenye Ghuba ya Mexico, inasema.
Afya ya binadamu pia iko hatarini. Uzalishaji wa amonia ya kilimo unaweza kuchanganyika na uchafuzi wa mazingira kutoka kwa vifaa vya kutolea nje vya gari ili kuunda chembe hatari katika hewa na kuzidisha magonjwa ya kupumua, pamoja na COVID-19. Moja kujifunza inakadiriwa kuwa uchafuzi wa hewa unaweza kuongeza vifo vinavyohusishwa na COVID-19 kwa asilimia 15.
Kukomesha wimbi la uchafuzi wa nitrojeni, idadi kubwa ya serikali, kampuni na mashirika ya kimataifa, pamoja na Mpango wa Mazingira wa Umoja wa Mataifa (UNEP), wamekuwa wakifanya kazi na wanasayansi kuelewa vyema hatari zinazohusiana na matumizi ya binadamu ya nitrojeni, na kuongeza uelewa .
Ili kufikia lengo hilo, karibu mwaka mmoja uliopita Mataifa Wanachama wa Umoja wa Mataifa yaliridhia Azimio la Colombo juu ya Usimamizi Endelevu wa Nitrojeni, ambayo huweka nia ya kupunguza taka ya nitrojeni kutoka vyanzo vyote ifikapo mwaka 2030.
UNEP pia hivi karibuni ilianzisha kampeni ya kimataifa ya "Nusu Nitrojeni Taka", ikionyesha ukweli kwamba kuboresha ufanisi wa matumizi ya nitrojeni sio tu inasaidia hali ya hewa, maumbile na malengo ya kiafya lakini pia inaokoa Dola za Kimarekani bilioni 100 duniani kila mwaka (makadirio kulingana na nusu ya dhamana ya mauzo ya mbolea bandia ya ulimwengu).
Ufumbuzi
Ulimwenguni, mbolea za asili ni nyuma ya idadi kubwa ya uzalishaji wa chakula ulimwenguni na ni muhimu sana katika nchi zinazoendelea. Hiyo, wataalam wanasema, itafanya mabadiliko kutoka kwao kuwa changamoto. Walakini, mipango ya kuweka njia endelevu zaidi ya kukuza chakula, ni nyingi.
utafiti wa hivi karibuni kutoka Chama cha Udongo, shirika la misaada lenye makao yake makuu Uingereza na mtetezi wa kilimo hai, inahitaji umakini zaidi kwa uzalishaji wa oksidi ya nitrous katika uhasibu wa gesi chafu ya ulimwengu; juhudi zilizojumuishwa zaidi za kukabiliana na ziada ya nitrojeni kama hali ya hali ya hewa, asili na afya; na motisha kwa usimamizi bora wa nitrojeni katika kiwango cha shamba.
Lakini njia za kilimo hai sio mfano pekee wa usimamizi endelevu wa virutubisho: mbinu za kilimo, ikiwa ni pamoja na uhifadhi, pembejeo kidogo, na kilimo cha chini cha kulima, zote zinatambuliwa kama "tabia-asili" na mazoea ya kuzaliwa upya.
Kutoka shamba hadi uma, Asilimia 80 ya nitrojeni hupotea na kupotea kwa mazingira, kulingana na utafiti wa Kituo cha Ikolojia na Hydrology huko Uingereza. Matumizi bora zaidi ya samadi ya wanyama na matumizi makubwa, kwa mizunguko, ya mazao ya kurekebisha nitrojeni - kama mikunde ambayo hubadilisha nitrojeni kutoka hewani kuwa fomu inayofaa kibiolojia - itakuwa muhimu kuchukua nafasi ya nitrojeni ya synthetic kama sehemu ya mchakato wa kujenga upya rutuba ya udongo.
Je! Mimea ya kurekebisha nitrojeni ni nini?
Mimea ya kurekebisha nitrojeni ina bakteria wenza katika mizizi yao inayoweza kuchukua dinitrojeni (N2) nje ya anga. Wanabadilisha N2 ndani ya amonia (NH3), ambayo mmea unaweza kutumia kutengeneza protini, amino asidi na DNA. Ni mimea michache tu inayoweza kufikia ujanja huu wa kushangaza, kama familia ya njegere (kunde) na fern Azolla. Ambapo upatikanaji wa mbolea ni mdogo, mimea hii inakuwa muhimu sana katika mifumo ya kilimo inayolenga kuepusha mbolea za nitrojeni.
Kuna makubaliano kwamba kila mtu anapaswa kutumia mbolea na mkojo bora, anasema Mark Sutton, mwandishi kiongozi wa utafiti huo. “Vitendo rahisi ni pamoja na kuweka kifuniko kwenye tanki la samadi, ambalo linazuia amonia kupotea hewani. Ikiwa unasikia harufu ya mbolea yako, inamaanisha unapoteza kwa anga, ”anasema
"Vivutio vya kifedha na ununuzi wa kisiasa utahitajika kushinda vizuizi vingi katika njia za kilimo cha nitrojeni," anasema Susan Gardner, mkuu wa Idara ya Mifumo ya Ekolojia ya UNEP. "Lakini msingi ni kwamba: tunahitaji kupunguza kwa kiasi kikubwa idadi ya nitrojeni tendaji inayotolewa kwenye mazingira kutoka kwa vyanzo vyote, haswa kutoka kwa mbolea za sintetiki ambazo zinawakilisha moja ya mtiririko mkubwa wa nitrojeni."
"Matumizi endelevu ya nitrojeni hutoa ushindi mara tatu - kwa uchumi, afya ya binadamu, na mazingira," anaongeza.
Mfumo wa Usimamizi wa Nitrojeni wa Kimataifa (INMS) ni mfumo wa kimataifa wa kusaidia sayansi kwa maendeleo ya sera ya nitrojeni ya kimataifa iliyoanzishwa kama shughuli ya pamoja ya UNEP na Mpango wa Kimataifa wa Nitrojeni. Inasaidiwa na ufadhili kupitia Kituo cha Mazingira cha Ulimwenguni na karibu washirika wa mradi 80 kupitia mradi wa "Kuelekea INMS" (2016-2022). INMS hutoa mchango mtambuka kwa programu nyingi na mikataba ya serikali zinazohusiana na changamoto ya nitrojeni.
