أضرار استخدام الأسمدة الكيميائية

ملك الفضائيات · 23-06-2019, 10:49 PM

أضرار استخدام الأسمدة الكيميائية

منذ نصف قرن مضى استخدم المزارعون في العالم 17 مليون طن من الأسمدة الكيماوية فقط لتسميد أراضيهم، واليوم يستخدمون ثمانية أضعاف هذه الكمية، ومنذ عام 1950 زاد استخدام الأسمدة في شمال أوروبا من 15 كجم/ لكل هكتار إلى 45 كجم/ لكل هكتار (الهكتار = 2.5 فدان)، وفي ذات الفترة زادت غلة القمح في فرنسا من قرابة 1,8 طن/ لكل هكتار إلى ما يزيد عن 7 أطنان/ لكل هكتار.

الأسمدة الكيماوية

وهكذا يتضح أن نسبة الزيادة في استخدام الأسمدة أقل من نسبة الزيادة في الغلة، مما يؤكد النمط العام لزيادة الكفاءة في استخدام الأسمدة.

ويساهم استخدام الأسمدة الكيماوية في الوقت الراهن في جني 43 % من مجموع المحاصيل التي يحققها الإنتاج العالمي من المغذيات كل عام، وقد ترتفع هذه المساهمة إلى نسبة 84 % خلال السنوات القادمة.

ولا شك أن الأسمدة الكيماوية لها أضرار عدة سنحاول سردها بشكل علمى مبسط فى السطور التالية..
أضرار الأسمدة النتروجينية

يوجد عـــدد مـــن المركبـــات التـــي تســـتخدم كأســمدة نتروجينيـــة مثــل:

ـ ســلفات الامونيـــوم NH4 )2 SO4 ) Ammonium sulphate))

ـ نتـرات البوتاسـيوم (Potash nitrate) ( NH4 NO3)

ـ نتـرات الامونيـوم (Ammonium nitrate) ( KNO3 )

ـ ســيناميد الكالســيوم (CaCN2 ) Calcium cyanamide)

الــذي يتحلــل فــي التربــة الــى يوريــا ( Urea ( NH2)2CO التي بدء أستخدامها في الحقبه الاخيرة من القرن العشرين كسـماد أرضـي يحتـوي علـى 46,4 نتـروجين، أو رشم على المجموع الخضري كما تستخدم في تغذية بعض الحيوانـات المجتـره. واليوريـا (شـكل1أ ، ب) مـن المركبـات التـي يتم أنتاجها من الامونيا وثاني أوكسيد الكاربون أذ يتم أولآ تخليق ألامونيـا بتفاعـل نتـروجين الهـواء الجـوي ( N2 % 78 ) مع غاز الميثان ( CH4 ) بطريقة هبرـ ـ بوش Haber–Bosch proces، فتحتوي الامونيا المائيه الناتجة علـى 82% نتـروجين وهـي فـي صـورة يمكـن تـداولها بشـكل سـائل تحـت الضـغط.

وخـلال عمليـة تصـنيع الامونيـا تتصـاعد كميـة كبيـرة مـن غـاز ثـاني أوكسـيد الكـاربون كنـاتج ثــــانوي مـــن التفـــــاعل وبعـد أنـــتاج غـاز الامــونيا يــــتم ضخه مع ثاني أوكسيد الكاربون الى مفاعل ترتفع درجة حرارته الى 190 درجة مئوية فيتكون مركب كربمات الامونيوم ( H2N-CO-NH3OH ) ثم تتكون اليوريـا وخـلال هـذه العمليـة فـأن أرتفـاع درجـة الحـرارة أعلـى مـن نقطـة ذوبـان البيوريـت H2N-CO-NH-CO-NH2 ) Biuret ) وهي 189-186 درجة مئوية يؤدي الى تكوين مـادة البيوريـت وهـي مـادة سامة على أنبات البذور والانسجة النباتية وعملية تخليق البروتين(شكل 2أ،ب).

وعند التسميد باليوريا فأنها تتحلل بواسـطة بعــض ألاحيــاء الدقيقــة فــي التربــة منهــا البكتريــة الكرويــة غيــر المتجرثمــة Micrococcus urea والبكترية الكرويــة المتجرثمة Spororccina ureae والبكتريا العصـوية السـالبة لصـبغة جـرام غيـر المتجرثمـة Pseudomonas والبكتريـة العصـوية الموجبـة لصـبغة جـرام المتجرثمـة Bacillus pasteurii الـى أمونيـا وثـاني أوكسـيد الكـاربون لـذلك يعـد مـن أهـم المواصفات لليوريا أحتوائهـا علـى مـا لا يقـل عـن 46% نتـروجين وأقـل مـن 1% بيوريـت ولا يزيـد عـن 0.6% فورمالديهايـد وأقل من 0.3%رطوبة.

أن احتواء سماد اليوريا على البيوريت السام للنبات عند أرتفاع تركيزه عن 0.3% وتصاعد الامونيا عند ظروف التسميد بدون ري مباشر ودرجات الحرارة المرتفعة نسبيم فضلآ عن أن زيادة معدلات تحلل اليوريا يؤدي الى زيادة معدلات تكون الامونيا مما يتسبب في رفع قيمة pH التربة خاصة في الترب ذات القدرة التنظيمية المنخفضة Low buffering capacity مما يؤدي الى تطاير الامونيا الذي تسبب تراكيزه الرتفعة التهاب العيون والجهاز التنفسي والعقم عند الرجال.

أما سماد نترات الامونيوم (تحتوي على 34% نتروجين) يتم تحضيرها بتحويل الامونيا بوجود أوكسجين الهواء الجوي الى حامض نتريك عندئذ يتفاعل حامض النتريك مع كمية أضافية من الامونيا لتتكون نترات الامونيوم.

وكذلك سماد كبريتات الامونيوم (تحتوي على 21% نتروجين و24% كبريت) التي يتم تصنيعها بتفاعل الامونيا المائيه مع حامض الكبريتيك. مما ذكرناه يتض أن كثير من الاسمده النتروجينيه تتحول الى الامونيا أو كاتيونات الامونيوم +NH4 في الماء وهذا ينشط أحياء التربه المسؤولة عن عملية النترجة Nitrifying microorganisms التي تقوم بتحويل الامونيا الى نتريت ومن ثم الى نترات بعملية النترجه الاحيائيه Bionitrification والتي تنجز على مرحلتين هما:

الأولى: مرحلة أكسدة الامونيا الى نتريت Nitrosoficationحيث يتم تحويل الامونيا الى هيدروكسيل أمين ( NH2OH ) ثم الى حامض هايبونيتروز (N2H2O2 ) بعدها يتحول الى حامض النيتروز HNO2 ) Nitrous acid ).

الثانية: مرحلة أكسدة النتريت الى نترات وفي هذه المرحلة يتم أكسدة حامض النيتروز الى حامض النتريك ثم تتكون النترات.

ويقوم بهذين التفاعلين عدد من الاحياء الدقيقة بعض منها عضوية التغذية مثل فطر Aspergillus niger والبكتريا العصويه الموجبه لصبغة جرام Arthrobacterوالبعض الاخر معدنية التغذية مثل Nitrosomonas N. وNitrobacter agilis وNitrosococcus وNitrosospira وN. europaea وmonocella Nitrospira وNitrococcus وwinogradsky.

ونظرآ للتأثير السام للنتريت على النشاط الحيوي لاحياء التربه المسؤولة عن عملية النترجة لذا يكون معدل أكسدة النتريت الـى نتـرات أعلـى مـن أكسـدة ألامونيـا الـى نتريـت وبالتـالي لا يحـدث تـراكم للنتريـت فـي التربـه. أمـا فـي الميـاه فـأن وصـول تركيـز النتريـت أو النتـرات سـواء كـان مصـدرها ألاسـمده النتروجينيـه أو عمليـة النترجـة والتـي تتسـرب الـى المبـازل أو الميـاه الجوفية الـى 45 جـزء بـالمليون أوأكثـر ( مايعـادل 10أجـزاء بـالمليون نتـروجين حـر ) فـأن تلـك الميـاه تكـون غيـر صـالحة للشــرب، وذلــك لان النتــرات يـــتم أختزالهـــا فـــي الامعـــاء الـــى نتريـــت وعنـــدما تمـــتص وتكـــون فــي الــدم فأنهـــا تتفاعــل مـــع هيموغلـوبين الـدم Hemoglobinالـذي يتحـول الـى مركـب ميثيموكلـوبين Methemoglobin الـذي يخفـض قابليــة الهيموغلـوبين علــى أســتقبال الاوكســجين فـي الرئـه ممــا يــؤدي الـى خفــض معــدل أنتقــال ألاوكســجين بواســطة كريــات الــدم الحمراء الى خلايا الجسم مما يتسسب بظهور اللون الازرق على الجسم وقد تؤدي زيادة الحالـة الـى مـوت الانسـجة. لـذلك يراعى أن لا يزيد ما يتناوله الانسان مـن النتـرات خـلال اليـوم الواحـد عـن 200 ملغـم. وقـد لـوحظ وجـود عـدد مـن النباتـات مثـل الـذره الشـامية (Zea mays) Cornوالـذره رفيعـة الأوراق ) Sorghum vulgare) Sorghumوالسـبان oleraceae ) Spinacia ) Spinach والخس (Lactuca sativa) Lettuceوحشيشة السودان Sudan grass عندما تنمو في ترب غنية بالنترات فـأن جـزء كبير من النترات تتجمع في أنسجتها وعندما يتم أستهلاك هذه المحاصيل بصـورة مباشـرة أو غيـر مباشـرة مـن قبـل الأنسـان تؤدي الى ظهور ضرر النترات على صحته. من جانـب أخـر وجـود النتـرات بكميـات كبيـرة فـي ميـاه الانهـار وقنـوات الـري والبحيرات ومياه المبازل يشجع نمـو الطحالـب ممـا يـؤدي الـى تغيـر طعـم الميـاه فضـلآ عـن ذلـك تحلـل الطحالـب يـؤدي الـى زيـادة المـادة العضـوية فـي الميـاه وبالتـالي يـزداد أسـتهلاك الاوكسـجين مـن قبـل الاحيـاء الدقيقـة المسـؤولة عـن تحليـل المـادة العضوية وهذا يؤثر على الثروة السـمكية. كمـا أن أمـلاع النتريـت التـي توجـد فـي الميـاه الجوفيـة تتفاعـل مـع بعـض نـواتج تحلـل المبيـدات التـي يمكـن أن تتسـرب وتصـل الـى الميـاه الجوفيـة مكونـه مركبـات النتـروزامين R2-N-( Nitrosamine ) N=O وعند أستخدام هذه المياه فـأن هـذا المركـب يتجمـع فـي خلايـا الجسـم وعنـدما يصـل تركيزهـا الـى حـد معـين تسـبب أمراضم سرطانية.

أما في الترب الغدقه فيحدث أختزال للنتـرات Nitrate reduction ويتحـرر النتـروجين بعمليـة Denitrification وكمـا يأتي: أن النتروجين الذي يتحرر يصحبه تكوين بعض الاكاسيد النتروجينية مثل أوكسيد النتروز Nitrous oxide N2O وأوكسيد النتريك Nitric oxide NO وثاني أوكسيد النتروجين Nitrogen dioxide NO2 وهي مركبات غازية تتصاعد وتختلط مع هواء الطبقة السفلى من الغلاف الجوي(طبقة المناخ) Troposphere التي تمتد الى ما يقرب من 17كم فوق سط الأرض وهي تمثل كتلة الهواء التي تحيط بالكائنات الحيه وعند أستنشاق هذه الغازات فأنها تتحول الى حامض النتريك في الرئة.

كمـا أن تسـاقط الأمطـار فـي مثـل هكـذا منـاطق يـؤدي الـى أكسـدة هـذه الغـازات الـى حـامض النتريـك الـذي يـؤدي الـى تكـون المطـر الحامضـي Acid rain كمـا أن هـذه الأكاسـيد تتفاعـل مـع الهايـدروكاربونات الناتجـة مـن مصـانع البتروكيماويـات مثل غاز الميثان ( CH4 ) وغاز الأثيلين ( CH2 – CH2 ) وغاز الأستيلين ( CH-CH ) مكونة مركب بروكسي أستيل نترات Proxy-acetyl nitrate الـذي يـؤدي الـى تكـوين الضـباب الكيميـائي Chemical fog وقـد تتصـاعد هـذه الأكاسـيد الـى الطبقـة الثانيـة مـن الغـلاف الجـوي أي طبقـة Stratosphere التـي تحتـوي علـى طبقـة الأوزون Ozone layer حيـث تتفاعـل هـذه الأكاسـيد مـع غـاز الأوزون مكونـه الأوكسـجين وبـذلك تقلـل هـذه التفـاعلات مـن سـمك طبقـة الأوزون وبالتـالي سـيؤدي ذلـك الـى نفـاذ جرعـات عاليـة مـن الأشـعة فـوق البنفسـجيه الـى الأرض والتـي تتسـبب بـأمراض سـرطانية فـي جلـد الأنسـان فضـلآ عـن أن زيـادة أكاسـيد النتـروجين وخاصـة أوكسـيد النتـروز فـي طبقـة المنـاخ التـي هـي أحـد أسـباب حـدوث ظـاهرة الأحتبـاس الحـراري مـع كـل مـن غـاز الميثـان وثـاني أوكسـيد الكـاربون وبخـار الماء.
أضرار الأسمدة الفوسفاتية

تعــد عمليــة تصــنيع الأسـمدة الفوســفاتية مــن أكثــر عمليــات تصــنيع الأســمدة تلويثــم للبيئــة بالغــازات الســامة التــي تنــتج مــن عمليـات تفاعـل صـخر الفوسـفات مـع حـامض الكبريتيـك أذ يتكـون غـاز فلوريـد الهيـدروجين Hydrogen fluoride HF (حامض الهيدروفلوريك ) Hydrofluoric acid وبنفس الوقت يتفاعل فلوريد الهيدروجين مع السيليكا الموجودة في الصخر الفوسفاتي لينتج غاز السيليكون رباعي الفلوريد Silicon tetrafluoride SiF4 فأذا تسرب هذان الغـازان خلـلال عمليـة تصنيع السماد فأن ذلك سيؤدي الى تلوث الهواء الجوي وأن أستنشاقهما يسـبب تقرحـات العيـون وتجمعـات دمويـه فـي الرئـه مع أرتفاع درجة حرارة الجسم وعند التراكيز العاليه تحصل الوفاة.

من جهة ثانية فأن أضافة الأسمدة الفوسفاتية يتسبب بتسرب جزء من الفوسفات مع ماء الري الى أعماق التربه ويصل الى ميـاه البـزل والميـاه الجوفيـه أو الـى ألأنهـار والبحيـرات وهـذا سيشـجع نمـو الطحالـب بغـزارة وتعطـي كتلـة حيويـة كبيـرة عنـد تحللهـا أحيائيـم تزيـد معـدل الأحتيـاج مـن الأوكسـجين الـذائب فـي المـاء وبالتـالي تتـأثر المجتمعـات الأحيائيـه المائيـه ومنهـا الثروة السمكية.
أضرار المعادن الثقيلة

الأسمدة المعدنية عبارة عن مل لعنصر أو أكثر، كمـا تحتـوي علـى شـوائب مـن العناصـر الثقيلـة والسـامة مثـل الكـادميوم والكروميوم والزئبق والرصـاص والـزرني، والتـي تتـراكم فـي التربـه وأن أسـتمرار أضـافة مثـل هـذه الأسـمده يـؤدي الـى تجمـع العناصــر الثقيلـــة فـــي أنســـجة النبـــات كمـــا فـــي حالـــة تجمـــع الرصـــاص فــي أنســـجة نبـــات الفلفــل. وقـــد يحـــدث تطـــاير Volatilization لبعض العناصر الثقيلة الى الجو أو تحولها الى مركبـات المثيـل Methylation والتـي تـؤثر تـأثيرآ شـديدآ على ألأنسان والحيوان.

ممـا سـبق يتضـ بعـض الجوانـب السـلبيه التـي تحققـت عـن الأسـتخدام السـيء أو المفـرط أذ بـدأت الآثـار الضـارة لاسـتخدام الكيميائيــات فــي الزراعــة بالظهور وبشــكل واضــح علــى صــحة الإنســان وعلــى البيئــة ممــا وجــه أنظــار العلمــاء إلــى تحــذير الحكومـات والشـعوب مـن إن لهـذه المـدخلات انعكاسـات سـلبية عديـدة ربمـا تظهـر لاحقـا كمـا وجهـوا للتركيـز علـى الإنتـاج العضوي كمنهج ُيتخذ نحو الوصول إلـى غـذاء ذا نوعيـة جيـدة خـالي مـن الأضـرار علـى صـحة الإنسـان والحيـوان ولا يتـرك آثـار سـلبية علـى البيئـة. إلا انـه لا يعـرف بالضـبط متـى ظهـرت الزراعـة العضـوية وأغلـب البـاحثين يؤكـدون أنهـا بـدأت فـي أوربا في أربعينيات القرن العشرين ثم بـدأت الحكومـات بـدعم وتطـوير أسـاليب هـذا الـنمط مـن الزراعـة خـلال العقـد السـادس من القرن الماضي وأصبحت حقيقة تأتي ثمارها فـي السـبعينات والثمانينـات منـه حيـث تأسـس الاتحـاد الـدولي للهيئـات التـي تهتم بالزراعة العضوية عام 1972 وأخذت المساحة التي تزرع بنظام الزراعـة العضـوية بالاتسـاع وقـد أشـار تقريـر منظمـة الزراعة والأغذية الصادر عام 2007 إلى ان استراليا تتصدر دول العالم من حيـث مسـاحة الأراضـي التـي يتبـع فيهـا نظـام الزراعـة العضـوية إذ بلغـت 11.8 مليـون هكتـار تليهـا الأرجنتـين والصـين والولايـات المتحـدة الأمريكيـة بمسـاحة قـدرها 1.6 مليون هكتار ثم إيطاليا بمساحة 1.2 مليون هكتار فالارغواي 700 ألف هكتار. وتتصدر تـونس الـدول العربيـة بأعتمادهـا نظام الزراعة العضوية حيث تبل المساحة المزروعة وفق هذا النظام 55..11 هكتار( 904مزرعة ) ثم مصر بمساحة 51.000 هكتــار (960 مزرعــة) ثــم المغــرب بمســاحة 55.416 هكتــار (111مزرعــة) وتــأتي ســوريا بمســاحة 49 هكتـار (مزرعـة واحـدة) . وتشـكل الأراضـي المزروعـة بهـذا النظـام مـا نسـبته 50% مـن الأراضـي الزراعيـة فـي كـل مـن اســتراليا وتركيــا و20% فــي اســبانيا و 15% ســلوفينيا و7% فــي الســويد وفلنــدا و 0.6% فــي تــونس و 0.54% فــي مصـر و0.59% فـي المغـرب و0.04% فـي لبنـان. وقـد حظـى الإنتـاج العضـوي بأهميـة فـي صـادرات الـدول التـي تعتمد نظـام إنتـاجي يشـكل 61% فـي ألمانيـا و15% فـي أمريكـا و5% فـي بريطانيـا و4% لكـل مـن الـدنمارك وفرنسـا و3% لكل من السويد وسويسرا وهولندا و2% من باقي دول العالم.