بيانات حديثة للأقمار الصناعية تكشف عن أهم البؤر الساخنة لمراكز تلوث الهواء في العالم

دور ثاني أكسيد النيتروجين (NO2) في ازمة تلوث الهواء في العالم

يُعدّ تلوث الهواء من الأزمات العالمية التي تطال مباشرة الصحة العامة فأكثر من 95% من سكان الأرض يتنفسون هواء غير نقيّ، وملايين من حالات الوفيات السنوية مردّها إلى التلوث الهوائي.

وتكشف بيانات حديثة للأقمار الصناعية الصادرة عن وكالة الفضاء الأوروبية، وقد حللتها منظمة غرين بيس عن أسوأ مصادر أوكسيد النيتروجين (NOx)، وهو ملوث رئيسي للهواء.

إن ثاني أوكسيد النيتروجين(NO2) أوكسيد النيتروجين(NOx)، شكل عام، هما من ملوثات الهواء الخطيرة التي تصيب الجهاز التنفسي وتضر بالرئتين عند التعرض المباشر له. كما أنها تزيد من خطر انتشار الأمراض المزمنة عند التعرض المزمن له.

إن التعرض المزمن لثاني أوكسيد النيتروجين (NO2) مسؤول مباشرة عن زيادة معدل الوفيات في العالم. ففي الاتحاد الأوروبي، تقدر حالات الوفاة بسبب التعرض لثاني أوكسيد النيتروجين(NO2) ب 75000 حالة سنوياَ. وهناك أدلة علمية في الصين تشير إلى الارتفاع المتزايد في نسبة الوفيات بسبب أمراض الجهاز التنفسي والقلب والأوعية الدموية، وذلك نتيجة التعرض المزمن لثاني أوكسيد النيتروجين.

من جهة ثانية، يؤدي أوكسيد النيتروجين(NOx) إلى تكوّن طبقة الأوزون والجسيمات العالقة (ب م 5,2) في الغلاف الجوي، وهي ملوثات تتناقل جواَ وتؤذي الصحة العامة.

القمر الصناعي الجديد <<سينتينل 5 ب>>

كشفت أداة <<تروبومي>> المتواجدة على متن القمر الصناعي <<سينتينل 5 ب>> التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، لأول مرة عن بيانات دقيقة مفصلة تشير إلى معدلات ثاني أوكسيد النيتروجين (NO2) في الغلاف الجوي، وذلك ابتداء من 1 يونيو 2018. وهذه القمر الصناعي يطوف فوق الأرض مرة واحدة في اليوم، عند الظهر بالتوقيت المحلي لكل منطقة، فيحدد مصادر الانبعاثات التي تقضي على جودة الهواء النقي والصحة العامة. وبفضل التكنولوجيا الحديثة التي طورت بها الأقمار الصناعية، لا مجال للملوثين في الإفلات من تلك الأقمار.

الكشف عن أهم البؤر الساخنة

بما أن ثاني أوكسيد النيتروجين (NO2) هو أعلى نسبة للمصادر الرئيسية، فإن تعديل مستويات ثاني أوكسيد النيتروجين (NO2) على فترة من الزمن تسمح لنا بالكشف عن أهم مصادره. ويتشكل ثاني أوكسيد النيتروجين (NO2) عند حرق الوقود على درجة حرارة عالية أو عندما يحتوي الوقود نفسه على النيتروجين. أما الفحم والنفط والغاز وحرق الكتل الحيوية فتساهم بدورها في انبعاثات ثاني أوكسيد النيتروجين (NO2). وقد استخدمنا قاعدة بيانات الانبعاثات العالمية <<إدغار>> لتحديد المصادر الرئيسية المحتملة للانبعاثات داخل كل بؤرة ساخنة.

وتغطي نتائج هذا التحليل مدة ثلاثة أشهر من 1 يونيو إلى 31 أغسطس. إلا أن بعض الاختبارات (سنوية كانت أو تمتد على مدى أطول) قد تظهر نتائج مختلفة قليلاَ عن اختبار الثلاثة أشهر. ذلك بسبب تغير أنماط الطقس على مر الفصول وزيادة الانبعاثات في الشتاء مثلا.

ويتم تحديد مصدر الانبعاثات بواسطة قاعدة بيانات الانبعاثات العالمية <<إدغار>>، وهي خريطة مصادر انبعاثات عامة خاضعة لمراجعة النظراء. رغم ذلك، قد تتوفر بعض الفوارق بين البيانات المحدّثة آخر مرة عام 2012 وواقعنا اليوم.

فضلاَ عن ذلك، إن بيانات <<سينتينل>> تراقب معدل ثاني أوكسيد النيتروجين (NO2) عبر ارتفاع الطبقة الكاملة للتر وبوسفور أو المتكور الدوار (أي بين سطح الأرض وبعض الكيلومترات في الغلاف الجوي). هذا يعني أنه رغم تجمع ثاني أوكسيد النيتروجين (NO2) على سطح الأرض٬، إلا أنه لا یمكن مقارنة بيانات» سینتينل «مباشرةً بمعدلات سطح الأرض. فالقمر الصناعي يوفر نقاط بيانات عديدة تفصل بينها بعض الكيلومترات٬، وقد لا تتطابق تماماً مع موقع أجهزة مراقبة معدلات سطح الأرض.

رغم ذل، تعتبر الصور التفصيلية السباقة للقمر الصناعي» سينتينل٥ ب «عيناً ثاقبة في السماء لا یستطیع أي ملوث الاختباء منھا.

الاستنتاجات الرئيسية

تشتمل قائمة أھم بؤر ساخنة على العديد منن محطات الطاقة التي تعمل على النفط في الشرق الأوسط مثل المملكة العربية السعودية،

الكويت، لبنان، كما تشتمل على عدد من محطات الطاقة التي تعمل على الفحم في الهند٬، جنوب أفریقیا، ألمانيا٬، وعلى۱۰ محطات توليد طاقة بالإضافة إلى تجمعات صناعية في الصين٬، وعلى ۱٤ مدينة كبيرة تبين أنن الانبعاثات فيها عالية جدا نتيجة وسائل النقل مثل

سانتياغو دي شيلي٬، دبي٬، لندن. وهناك أيضا كونغو وأنغولا بسبب الحرق الزراعي. ويذكر أن بعض البؤر الساخنة مثل سيول، جاكرتا٬، نيودلهي٬، وجونية فيها أكثر من مصدر مساهم في الانبعاثات نذكر من بينها محطات النقل والطاقة.

ھذه البيانات تغطي الفترة الممتدة منن ۱ یونیو إلى ۳١ أغسطس ٢٠١۸.

أكبر عدد بؤر ساخنة (ما يعادل ١۰ بؤر) موجودة في الصين٬، و۸ بؤر موزعة في العالم العربي٬، و٤ في الاتحاد الأوروبي و۳ في الهند٬، والولايات المتحدة الأميركية٬، وفي جمهورية الكونغو الديمقراطية.

محطات توليد الطاقة في البؤر الساخنة

محطات الطاقة التي تعمل على النفط في العالم العربي هي مصدر رئيسيي من مصادر انبعاثات ثاني أكسيد النيتروجين (NO2) الكثيرة٬، وتسهل رؤيتها في الصور الملتقطة يوميا لمراقبة معدلات ثاني أوكسيد النيتروجين (NO2) في الغلاف الجوي.

الانبعاثات الصادرة عن وسائل النقل في البؤر الساخنة

) الانبعاثات الصادرة عنن وسائل النقل. مقارنة بين معدل ثاني أكسيد النيتروجين NO2 في أيام الأسبوع وفي عطلة نهاية الأسبوع

تظهر البيانات فرقا واضحا بين معدل تلوث مرتفع في أيام الأسبوع ومعدل تلوث أقل انخفاضا في عطلة نهاية الأسبوع.

الحلول

أكثرية البؤر الساخنة المرصودة٬، التي تهدد الهواء والصحة ناتجة عنن حرق الوقود الأحفوري: محطات توليد الطاقة٬، المصانع التي تعمل على الفحم والنفط٬، وسائل النقل، الممارسات التي تلحق بالغابات والقطاع الزراعي. أما نتائج هذا التلوث الضخمة على الصحة فيؤكد الحاجة الملحة إلى إحداث ثورة في مجال الطاقة تَقضي على عاداتنا بالاعتماد على الوقود الأحفوري٬، واستبدالها بتوليد الطاقة المتجددة وكفاءة استخدام الطاقة وأنظمة النقل المتجهة نحو النقل العام الذي يعمل بالكهرباء٬، والذي سيساهم في الحد منن عدد السيارات الخاصة المتنقلة على الطرقات لصالح النقل العام المشترك.

ويعود السبب الرئيسي في النوعية السيئة للهواء داخل البؤر الساخنة في العالم إلى عدم احترام معايير الهواء التي تحددها منظمة الصحة العالمية. فمعايير ثاني أكسيد النتروجين (NO2) في ھواء لبنان تفوق مرتين ونصف معايير منظمة الصحة العالمية.

على اعتبار أن عطلة نھایة الأسبوع في بعض دول الشرق الأوسط وشمال أفريقيا التي تنتج فيها انبعاثات ثاني أوكسيد النيتروجين 

(NO2) عن وسائل النقل٬، هي يوم الجمعة أو يومي الجمعة والست٬، وبالتالي فإن أيام العمل في هذه الدول تمتد منن الإثنين إلى الخميس ويوم العطلة هو الأحد أو الجمعة٬، أيهما أقل.

المنهجية

تم تحميل ومعالجة البيانات يوميا بواسطة برنامج الحوسبة الإحصائية (ار) والمكتبات الفضائية (اس بي) و(راستر). وتم جمع البيانات التي عولجت أوفلاین من (تیمیس) (١۱) بين ١۱ يونيو و١٤ أغسطس٬، أما البيانات التي عولجت تقريبا في وقتها الفعلي فجمعت من (إيزا كوبرنيكوس) بين ۱٥ و٣۱ أغسطس٬، حينها لمم تكن البيانات متوفرة أو فلاين. وتمم تجاهل معدل البكسيل مع ضمان الجودة (بما لا يقل عن ٥،۰) على النحو الموصي به في دليل مستخدم المنتج.

ثم تم ربط البيانات اليومية بشبكة مقاسها 250.0*250.0 درجة (۱’ ١۳’’) ووفقاً لإحداثيات مركز الخلية. كما تم إدخال البيانات اليومية فيها بواسطة الاستكمال التراجعي العكسي٬، على مسافة قصوى تبلغ 50.0 درجة، لتعبئة الفجوات بالملاحظات الصحيحة مع تجنب أي استقراء خارج مناطق الملاحظات الصحيحة٬، وبعد ذلك٬، تم احتساب متوسط الملاحظات اليومية للحصول على معدلات ثاني أوكسيد النيتروجين (NO2) بين۱ یيوونیيوو و٣۱ أغسطس.

ووحدة القياس المستخدمة في البيانات ھي وحدة» دوبسون «٬، وتستخدم لقياس أثر الغاز (مثلاً ثاني أوكسيد النيتروجين (NO2) في وضعية عمودية عبر الارتفاع الكامل للغلاف الجوي. وتستخدم وحدة» دوبسون «لقياس سماكة (في وحدات منن 10 ميكروميتر) طبقة الغاز النقي (مثلاً ثاني أوكسيد النيتروجين (NO2) التي تتشكل داخل العمود (عند درجة حرارة ومعدل ضغط قياسيين).

تمم تحديد البؤر الساخنة حيث يكون مركز ثاني أوكسيد النيتروجين (NO2) عاليا حسب بيانات الأقمار الصناعية. وتم احتساب معدل

ثاني أوكسيد النيتروجين (NO2) في كلل بؤرة على بعدد ۲٥ كم منن كلل شبكة خلية تابعة للقمر الصناعي٬، كما تم تحديد الحد الأقصى لها محليا. البؤر الساخنة هي عبارة عن دوائر٬، نصف قطرها ۲٥ كم٬، مركزة على الخلية التي تحتوي على أعلى معدل لثاني أوكسيد النيتروجين (NO2). ويعتمد اختيار نصف القطر على مراقبة حجم انبعاثات ثاني أوكسيد النيتروجين (NO2) حول المصادر المعزولة٬، منن دون أي مصدر انبعاث رئيسي آخر في جوارها.

استخدم فهرس شبكة الانبعاثات العالمي «إدغار» (۱٤) لتحديد مصادر انبعاثات أوكسيد النيتروجين (NOx) الرئيسية ضمنن نصف ذلك القطر وحسب إجمالي الانبعاثات في كل من تلك المصادر٬، ضمن مسافة لا تبعد۲٥ كلم عن البؤرة الساخنة ووفق فهرس الانبعاثات، كما ُحُددت حصص كل من المصادر المختلفة.