تقييم أكسيد النيتروز العالمي

يقدم هذا التقييم ميزانية محدثة للانبعاثات، وتوقعات جديدة للتأثيرات على الأوزون والمناخ ونوعية الهواء في ظل سيناريوهات مختلفة، وأحدث التقييمات لفعالية وتكاليف تدابير التخفيف في جميع القطاعات الرئيسية.

إن أكسيد النيتروز، الذي يعتبر ملوثاً هائلاً، هو ثالث أهم غازات الدفيئة وأهم مادة تستنزف طبقة الأوزون التي تنبعث اليوم. وتتزايد انبعاثاته الناجمة عن الأنشطة البشرية، والتي تنشأ في المقام الأول عن الاستخدام الزراعي للأسمدة الاصطناعية والروث، بشكل أسرع مما كان متوقعاً في السابق. ويحدد هذا التقييم التدابير المتاحة اليوم للحد من هذه الانبعاثات بما يزيد على 40% عن مستوياتها الحالية.

إن التحولات في إنتاج الغذاء والأنظمة المجتمعية قد تؤدي إلى تخفيضات أعمق. إن أكسيد النيتروز هو جزء من دورة النيتروجين - النيتروجين ضروري لجميع أشكال الحياة على الأرض ونظام الغذاء العالمي. يجب أن يرتكز الحد من انبعاثاته البشرية على نهج مستدام لإدارة النيتروجين والذي من شأنه أيضًا أن يقلل من فقدان مركبات النيتروجين الأخرى في البيئة. إن العمل الطموح باستخدام هذا النهج يمكن أن يدفع العالم إلى تحقيق هدف درجة الحرارة 1.5 درجة مئوية، وحماية طبقة الأوزون في الستراتوسفير، وتحسين جودة الهواء والماء، مع حماية الأمن الغذائي والنظم الإيكولوجية وصحة الإنسان. هذا النهج هو جزء مهم من استراتيجية متعددة الفوائد للحد من التلوث الفائق، والتي، إلى جانب الجهود المبذولة لتحقيق انبعاثات صفرية صافية من ثاني أكسيد الكربون بحلول منتصف القرن، ضرورية لوضع العالم على مسار مستدام لتحقيق أهداف المناخ طويلة الأجل.

تنزيل التقييم الكامل هنا.

 

فرص العمل الآن

الشكل 2.1 اتجاهات مستويات أكسيد النيتروز في الغلاف الجوي المشتقة من قياسات قلب الجليد أو هواء الجليد (المثلث) والهواء المحيط (الدائرة) الموضحة لنصفي الكرة الأرضية الشمالي (الأزرق الداكن) والجنوبي (الأزرق الفاتح)، أجزاء في المليار من حيث الحجم.

أكسيد النيتروز هو غاز دفيئة طويل العمر تقريبًا 270 مرات أقوى من ثاني أكسيد الكربون لكل طن من الانبعاثات في ارتفاع درجة حرارة الأرض. 

انبعاثاتها البشرية هي مسؤولة عن ما يقرب من 10 في المائة (حوالي 0.1 درجة مئوية) من صافي الاحتباس الحراري العالمي حتى الآن منذ الثورة الصناعية. كما أنها مادة تؤدي إلى استنزاف طبقة الأوزون.

على الرغم من أن أكسيد النيتروز لا يخضع للرقابة بموجب بروتوكول مونتريال، فإن انبعاثاته البشرية الحالية تشكل تهديدًا خطيرًا. يشكل هذا البروتوكول تهديدًا أكبر لطبقة الأوزون من أي مادة كيميائية خاضعة للرقابة.

إن اتخاذ إجراءات طموحة لخفض انبعاثات أكسيد النيتروز من شأنه أن يقرب العالم من تحقيق مجموعة واسعة من الأهداف العالمية المتعلقة بالمناخ والأوزون وغيرها من الأهداف البيئية وأهداف الصحة البشرية.

الشكل 2.1 تقديرات الانبعاثات العالمية وعدم اليقين على أساس المستويات الجوية بافتراض عمر ثابت لأكسيد النيتروز يبلغ 116 ± 9 سنوات، أكسيد النيتروز ومكافئ ثاني أكسيد الكربون، ميغا طن سنويًا

الفوائد المترتبة على تكلفة الإجراء

فوائد المناخ
 

إذا استمرت انبعاثات أكسيد النيتروز في الارتفاع بمعدلها الحالي، فلن يكون هناك مسار معقول للحد من الانحباس الحراري العالمي إلى 1.5 درجة مئوية في سياق التنمية المستدامة، كما هو محدد في اتفاق باريس. (القسم 4.1.2) 

وحتى مع إبقاء مستويات انبعاثات أكسيد النيتروز الحالية ثابتة فإن ذلك من شأنه أن يحد من قدرة المجتمع على الحد من ظاهرة الاحتباس الحراري العالمي إلى 1.5 درجة مئوية، ويتطلب تخفيضات أكبر وأكثر تكلفة في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون والميثان. (القسم 4.1.2)

إن الحد الطموح من انبعاثات أكسيد النيتروز من شأنه أن يتجنب ما يعادل 235 مليار طن من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بحلول عام 2100، وهو ما يعادل نحو ست سنوات من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الحالية الناجمة عن حرق الوقود الأحفوري. (القسم 6)

إن اتباع نهج مستدام لإدارة النيتروجين فيما يتصل بانبعاثات أكسيد النيتروز الزراعي قد يؤدي أيضاً إلى خفض انبعاثات مركبات النيتروجين قصيرة العمر ــ أكاسيد النيتروجين الأخرى والأمونيا ــ بشكل كبير، وهو ما من شأنه أن يحسن نوعية الهواء بسرعة ولكنه يتسبب في ارتفاع إضافي في درجات الحرارة على المدى القريب، ويرجع هذا في المقام الأول إلى انخفاض تأثير التبريد الناجم عن الهباء الجوي. 

ونظراً لطول عمر أكسيد النيتروز، فإن التأثير الصافي لنهج إدارة النيتروجين المستدام من شأنه أن يقلل من ظاهرة الاحتباس الحراري في الأمد الأبعد. وهذا مبرر تماماً بالفوائد الصحية المترتبة على تحسين نوعية الهواء. وعلى النقيض من ذلك، فإن خفض انبعاثات أكسيد النيتروز الصناعية يوفر فوائد مناخية عبر كافة المقاييس الزمنية. (القسم 4.1.2)


 

 

حماية طبقة الأوزون

إن أكسيد النيتروز هو المادة الأكثر خطورة التي تنبعث إلى الغلاف الجوي والتي تؤدي إلى استنزاف طبقة الأوزون. وتبلغ القدرة التدميرية لانبعاثات أكسيد النيتروز اليوم ما يعادل تقريبًا مجموع كل انبعاثات المواد الأخرى التي تؤدي إلى استنزاف الأوزون حاليًا.

وبحلول عام 2050، قد توفر عملية الحد من انبعاثات أكسيد النيتروز الطموحة نفس الفوائد التي توفرها اتفاقية مونتريال لعام 2007 لتسريع التخلص التدريجي من مركبات الهيدروكلورو فلورو كربون. وبحلول عام 2100، قد تتراكم الفوائد إلى أكثر من خمسة أمثال تلك التي توفرها عملية التخلص التدريجي المتسارع. (الفقرتان 4.2.1 و4.2.3)

إن الحد الطموح من أكسيد النيتروز قد يتجنب زيادة تتراوح بين 0.2 و0.8 في المائة في حالات إعتام عدسة العين وزيادة تتراوح بين 2 و10 في المائة في حالات سرطان الجلد بحلول عام 2080-2090، وذلك حسب خطوط العرض. (القسم 4.2.5)

ومن المتوقع أن تصل مستويات الأوزون إلى أدنى مستوياتها في هذا القرن وما بعده إذا استمرت انبعاثات أكسيد النيتروز دون توقف، وإذا تم خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون والميثان بما يتفق مع أهداف المناخ. وفي مثل هذا المستقبل، قد يتعرض جزء كبير من سكان العالم بحلول نهاية القرن لمستويات من الأشعة فوق البنفسجية تفوق مستويات ذروة استنفاد الأوزون في الفترة 1995-2005. (الفقرات 4.2.4)

 

إن الحد من انبعاثات أكسيد النيتروز في ظل نهج مستدام لإدارة النيتروجين من شأنه أن يحسن بشكل كبير من جودة الهواء من خلال الحد المتزامن من انبعاثات الأمونيا وأكسيد النيتروجين التي تشكل جزيئات دقيقة ضارة والأوزون على مستوى الأرض. وهذا من شأنه أن يحقق فوائد صحية متعددة، وخاصة للفئات الأكثر ضعفاً في المجتمع، وفي نهاية المطاف تجنب ما يقرب من 20 مليون حالة وفاة مبكرة على مستوى العالم بحلول عام 2050، ومن بينها ما يقرب من 4 ملايين حالة سيتم إنقاذها في العقد المقبل. (القسم 4.1.3)

إن اتباع نهج مستدام لإدارة النيتروجين من شأنه أن يحقق فوائد إضافية كبيرة فيما يتصل بجودة المياه وصحة التربة وبنية النظم الإيكولوجية ووظائفها. ومن شأن الحد من جريان النيتروجين، على سبيل المثال، أن يخفض من خطر إغراق المسطحات المائية وتلويث إمدادات مياه الشرب، في حين يعمل على الحد من التأثيرات الصحية البشرية المرتبطة بذلك مثل تقليل خطر الإصابة بسرطان القولون.

إن تدابير الحد من انبعاثات أكسيد النيتروز يمكن تنفيذها في الوقت نفسه الذي يتم فيه تلبية الطلب المستقبلي على الغذاء، بما يتفق مع أهداف الأمن الغذائي القائمة. وسوف يتطلب تحقيق هذه الغاية بذل جهود كبيرة لزيادة كفاءة استخدام النيتروجين الزراعي والحد من الإفراط في استخدام النيتروجين في العديد من أنحاء العالم. (القسم 4.1.4)

محاليل

إن التدابير المتاحة حالياً للحد من انبعاثات أكسيد النيتروز الناتجة عن أنشطة الإنسان على مستوى العالم قد تؤدي إلى خفضها بنسبة تزيد على 40% عن مستوياتها الحالية. وتوفر الانبعاثات الصناعية فرصة للحد السريع من انبعاثات أكسيد النيتروز.

هناك عدد من التقنيات الفعالة من حيث التكلفة والتي يمكنها القضاء على انبعاثات أكسيد النيتروز الصناعية بشكل فعال ولا تتطلب تغييرات كبيرة في عمليات الإنتاج الحالية. إن الحد الطموح في هذه القطاعات وحده من شأنه أن يقلل الانبعاثات بنحو 2.5 مليار طن من مكافئ ثاني أكسيد الكربون و160,000 ألف طن من مكافئ الكلوروفلوروكربون-11.

الشكل 2.3 مصادر ومصارف أكسيد النيتروز، ميغا طن من أكسيد النيتروز سنويًا. القيم الموضحة هي المتوسط ​​للفترة 2010-2019. المصدر: تيان وآخرون. 2024

 

التدابير المتاحة حاليًا (إمكانية التخفيض ~40٪)

قطاع الكيماويات

إنتاج الحمض

إنتاج حمض الأديبيك: الاختزال التحفيزي والتدمير الحراري 

إنتاج حمض النيتريك: الاختزال التحفيزي والتدمير الحراري

إدارة المخلفات

معالجة النفايات

  • تحسين معالجة مياه الصرف الصحي لزيادة النيتروجين2/N2نسبة الأكسجين
  • تقليل حرق الكتلة الحيوية واحتراق الوقود الأحفوري.
القطاع الزراعي

كفاءة إدارة المزرعة

  • اختبار النيتروجين: اختبار النيتروجين في التربة والنبات 
  • تطبيق النيتروجين: تقسيم التطبيق باستخدام الأسمدة التي يتم التحكم في إطلاقها؛ مثبطات اليورياز والنترتة؛ معدلات تطبيق مخفضة؛ وزيادة إعادة تدوير السماد 
  • إدارة المحاصيل: دمج المحاصيل المثبتة للنيتروجين في الدورات الزراعية؛ وتقليل الحرث؛ واستخدام المحاصيل الغطائية 
  • الأنظمة الغذائية للماشية: تحسين تناول البروتين 
  • الرعي: الرعي الدوراني 
  • تخزين السماد/العملية: فصل المواد الصلبة عن المواد الطينية؛ التخزين في ظل ظروف جافة والتجفيف السريع؛ الهضم اللاهوائي
  • التحكم في الصرف: شرائط عازلة 
  • التخطيط: دمج إنتاج المحاصيل والثروة الحيوانية

تجنب المقايضات


قد تؤدي العديد من تدابير إزالة الكربون الناشئة إلى زيادة انبعاثات أكسيد النيتروز. 

هناك خطر كبير يتمثل في أن زيادة استخدام الأمونيا كوقود للشحن البحري والوقود الحيوي المشتق من المحاصيل المخصبة قد يؤدي إلى انبعاثات كبيرة من أكسيد النيتروز، مما يؤدي جزئيًا أو كليًا إلى تعويض الفوائد المناخية المقصودة منها. 

على سبيل المثال، تشير الدراسات الحديثة إلى أن انبعاثات أكسيد النيتروز الناتجة عن استخدام الأمونيا كوقود للشحن قد تتجاوز انبعاثات أكسيد النيتروز الزراعية، إذا لم تتم إدارتها بشكل صحيح. (القسم 6.3.3)

إن التناقضات بين الحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون والميثان وأكسيد النيتروز في جميع القطاعات تحتاج إلى فهم أفضل حتى يتسنى تحسين التكنولوجيات وتطوير السياسات اللازمة لإدارة المخاطر. (القسم 6.3.3)

خيارات متعددة الأطراف للعمل بشأن أكسيد النيتروز 

إن تأثيرات أكسيد النيتروز على طبقة الأوزون والمناخ، إلى جانب ارتباطاته الوثيقة بمركبات النيتروجين الأخرى، تعني أنه يقع ضمن اختصاص العديد من الاتفاقيات البيئية المتعددة الأطراف، بما في ذلك اتفاقية باريس للمناخ واتفاقية فيينا لحماية طبقة الأوزون. (القسم 6.4) 

وعلاوة على ذلك، فإن النهج المتكامل من خلال الإدارة المستدامة للنيتروجين بما في ذلك الحد الطموح من أكسيد النيتروز من شأنه أن يتيح تخفيضات مصاحبة في المركبات النيتروجينية الأخرى ويساهم في تحقيق العديد من الأهداف الدولية الأخرى. 

وتشمل هذه: 

  • الهدف السابع من الإطار العالمي للتنوع البيولوجي: خفض خسائر المغذيات في البيئة إلى النصف على الأقل بحلول عام 7؛ 
  • يهدف بروتوكول جوتنبرج إلى الحد من أكاسيد الأمونيا والنيتروجين بموجب اتفاقية التلوث الجوي عبر الحدود بعيد المدى؛
  • عدد من أهداف التنمية المستدامة، بما في ذلك على وجه الخصوص: 

الهدف 2:القضاء على الجوع وتحقيق الأمن الغذائي وتحسين التغذية وتعزيز الزراعة المستدامة؛ 

الهدف 6: ضمان توافر المياه والصرف الصحي وإدارتها المستدامة للجميع؛ 

الهدف 12:ضمان أنماط الاستهلاك والإنتاج المستدامة؛ 

الهدف 13:اتخاذ إجراءات عاجلة لمكافحة تغير المناخ وآثاره من خلال تنظيم الانبعاثات وتعزيز التطورات في مجال الطاقة المتجددة. 

وفي نهاية المطاف، سوف يتطلب التنفيذ الناجح لأي جهد متعدد الأطراف للحد من خسائر أكسيد النيتروز أو النيتروجين على نطاق أوسع اتخاذ إجراءات متضافرة على المستويين الوطني ودون الوطني.

تنزيل التقييم الكامل هنا.