يمكن أن تضر المغذيات الزائدة ، مثل النيتروجين والفوسفور ، النظم البيئية الساحلية. في الماضي ، ركز الباحثون في الغالب على العناصر الغذائية الزائدة من المزارع ، عادةً من الأسمدة التي تسيل من الحقول بدلاً من الالتفاف حول التربة. الآن ، يستكشف نموذج جديد التأثير العالمي للنيتروجين من مياه الصرف الصحي ويكتشف أن العناصر الغذائية في أنبوبنا وبولنا تسبب أيضًا ضررًا.
الشرح:قوة التسميد لـ N و P
تواجه المناطق الساحلية مخاطر تتراوح من تغير المناخ إلى الصيد الجائر إلى التلوث. وقد تتراكم مياه الصرف الصحي لهذه المشاكل. يمكن أن يؤدي تدفق المغذيات إلى التخثث. تؤدي هذه العملية إلى انخفاض مستويات الأكسجين في الماء إلى مستويات منخفضة يمكن أن تقتل الأسماك والمخلوقات الأخرى.
تعد الشعاب المرجانية وأحواض الأعشاب البحرية من النظم البيئية المهمة التي تعد موطنًا للعديد من الكائنات. أراد الباحثون في جامعة كاليفورنيا ، سانتا باربرا استكشاف المناطق الساحلية التي تتلقى معظم النيتروجين وتحديد المخاطر التي تتعرض لها هذه النظم البيئية الرئيسية. لذلك قاموا بإنشاء نموذج كمبيوتر.
ومع ذلك ، هناك الكثير من العلماء لا يعرفون عن تدفق العناصر الغذائية من مياه الصرف الصحي إلى المحيط. وما يعرفونه لم ينتشر بالتساوي في جميع أنحاء العالم. على سبيل المثال ، يمتلك الباحثون المزيد من البيانات حول العناصر الغذائية من أنظمة الصرف الصحي. لكن العديد من الأماكن تفتقر إلى المجاري.
لتجاوز هذا النقص في البيانات ، نظر الباحثون في ما يأكله الناس. يعد البروتين الموجود في الطعام مصدرًا رئيسيًا للنيتروجين في مياه الصرف الصحي. استخدم العلماء استهلاك البروتين وحجم السكان وكثافتهم لحساب كمية النيتروجين التي يفرزها الناس في مواقع مختلفة. ثم قاموا بحساب كيفية إزالة معالجة مياه الصرف الصحي من النيتروجين.
جمع الباحثون هذه البيانات مع خريطة عالية الدقة لمستجمعات المياه في جميع أنحاء العالم. أظهر ذلك أين يتدفق النيتروجين. بشكل عام ، تصب مياه الصرف الصحي 6.2 تيراغرام (13.7 مليار رطل) من النيتروجين في المحيط ، وفقًا للنموذج. هذا يعادل حوالي 40 في المائة من النيتروجين الذي يأتي من الزراعة ، حسبما أفاد العلماء في 10 تشرين الثاني (نوفمبر) في بلوس وان.
تشير النتائج الجديدة إلى أن 58 في المائة من الشعاب المرجانية و 88 في المائة من أعشاب البحر تتلقى نيتروجين مياه الصرف. ويسمح النموذج للباحثين بتكبير مناطق محددة. يقترح المؤلفون أن هذا يمكن أن يساعد في توجيه جهود الحفظ.
الشعاب المرجانية والأعشاب البحرية مهددة
توضح هذه الخرائط الأماكن التي قد يهدد فيها النيتروجين الشعاب المرجانية (أ) والأعشاب البحرية (ب). (استخدم الأسهم على اليسار واليمين للتبديل بين الصور). وهي تستند إلى نموذج حاسوبي طوره الباحثون. يحاكي النموذج كيفية دخول النيتروجين إلى البيئات الساحلية. أولاً ، يقدِّر النموذج مقدار النيتروجين الذي ينتهي به المطاف في مياه الصرف الصحي بناءً على ما يأكله الناس وأين يعيشون. ثم تقوم بضبط مستويات النيتروجين في مياه الصرف الصحي بناءً على معالجة مياه الصرف الصحي. أخيرًا ، باستخدام خريطة مفصلة للغاية لمستجمعات المياه في العالم ، يحاكي النموذج كيفية تدفق النيتروجين إلى البحر. تأخذ هذه الخرائط النتائج من النموذج وتسمية ما إذا كانت تركيزات النيتروجين عالية ("تأثير كبير لمياه الصرف الصحي") أو منخفضة ("لا يوجد تأثير لمياه الصرف الصحي") في المناطق ذات الشعاب المرجانية (أ) والأعشاب البحرية (ب). انقر هنا لرؤية الرسمين البيانيين في صورة واحدة.
الغوص في البيانات:
- افتح تصورًا للنموذج هنا. من الأسهل رؤية بيانات النيتروجين عند تحديد "الوضع الداكن". تأكد من وجود علامة اختيار بجوار "أسماء المواقع" و "أعمدة النيتروجين". قم بتكبير المنطقة الساحلية الأقرب للمكان الذي تعيش فيه. ما هو تركيز النيتروجين هناك؟
- هل يمكنك العثور على أي أماكن تستقبل 100.000.000 جرام من النيتروجين / سنويًا؟ (تلميح:قد تضطر إلى التكبير كثيرًا.) ماذا عن 1،000،000،000 جرام؟
- حدد المربع بجوار "مصدر النيتروجين". ماذا تلاحظ في الأماكن التي تضيء؟
- انظر إلى الخريطة (أ) أعلاه. بعض المناطق هي نقاط ساخنة لتأثير مياه الصرف الصحي المرجانية. تحتوي هذه على الكثير من النقاط الحمراء متجمعة معًا. أين هذه المناطق؟ ما لديهم من القواسم المشتركة؟
- في الأماكن التي تقل احتمالية تعرض الشعاب المرجانية فيها لمخاطر النيتروجين؟
- انظر إلى الخريطة "ب". ما هي النقاط الساخنة لتأثير المياه العادمة من الأعشاب البحرية؟
- أين تقل احتمالية تعرض الأعشاب البحرية لمخاطر النيتروجين؟
