Shutterstock
Środowisko

Im więcej spalin, tym mniej jedzenia

Gdyby nie zanieczyszczenia powietrza, rolnicy mieliby od kilku do kilkudziesięciu procent wyższe plony.

Ozon, czyli złożona z trzech atomów tlenu cząsteczka, jest jak doktor Jekyll i pan Hyde. Kiedy unosi się od 10 do 40 km nad Ziemią, pełni niezwykle ważną rolę: chroni organizmy żywe przed szkodliwym promieniowaniem ultrafioletowym (słynna warstwa ozonowa, zwana też ozonosferą). Gaz ten powstaje na tak dużych wysokościach dzięki oddziaływaniu światła ultrafioletowego na „zwykły”, czyli dwuatomowy, tlen atmosferyczny.

Ozon tworzy się jednak również tuż nad powierzchnią ziemi. A wtedy jest szkodliwy dla zdrowia. Wywołuje m.in. podrażnienia i zapalenia dróg oddechowych (dlatego jego stężenie często podaje się w komunikatach dotyczących jakości powietrza). Wykazuje też cechy charakterystyczne dla gazu cieplarnianego.

Sporo ozonu pojawia się w powietrzu za sprawą spalin samochodowych i zanieczyszczeń emitowanych przez przemysł. Są w nich tlenki azotu i tzw. lotne związki organiczne, które pod wpływem światła słonecznego wchodzą ze sobą w reakcje chemiczne prowadzące do powstania ozonu.

Ponieważ ozon jest niekorzystny dla organizmów żywych, amerykańscy naukowcy postanowili przyjrzeć się jego wpływowi – a pośrednio także zanieczyszczeń powietrza – na rośliny uprawne. Wyniki ich bardzo ciekawych analiz właśnie opublikował periodyk „Science Advances”.

Okazuje się, że gdyby tylko w Chinach, w których zanieczyszczenie ozonem rośnie stale od lat, udało się obniżyć emisję tlenków azotu (przypomnijmy: prekursorów ozonu) do 5 proc. obecnego poziomu, to plony rolne wystrzeliłyby w górę aż o 28 proc. W Europie Zachodniej ten wzrost mógłby wynieść do 10 proc., a w Indiach do 8 proc. Nic nie zmieniłoby się natomiast w obydwu Amerykach, których miasta są wprawdzie mocno zanieczyszczone spalinami i wyziewami przemysłu, ale z reguły bardziej niż na pozostałych kontynentach oddalone od terenów rolniczych.

Rezultaty uzyskane przez amerykańskich badaczy zgadzają się z tym, o czym w połowie stycznia tego roku donosili również chińscy naukowcy na łamach „Nature Food”. Ich zdaniem ozon powoduje w Chinach, Japonii i Korei Południowej następujące straty: obniża plony pszenicy o 33 proc., ryżu o 23 proc., a kukurydzy o 9 proc. W ten sposób tylko te trzy kraje azjatyckie tracą rocznie 63 mld dol.

Amerykanie doszli do swoich wniosków stosując bardzo ciekawą metodologię. Po pierwsze, analizowali zdjęcia satelitarne upraw w USA, Chinach, Indiach, Europie Zachodniej i Ameryce Południowej w latach 2018–2020. Im bowiem intensywniejsza jest zieleń na fotografiach, tym lepiej mają się rośliny i tym większe plony zbierają rolnicy. Następnie naukowcy zestawili zebrane dane z informacjami z innego satelity, rejestrującego (w uproszczeniu) poziom tlenków azotu w powietrzu. Kolejnym krokiem było zaprzęgnięcie komputerów do modelowania, co by się stało z uprawami, gdyby owych tlenków azotu w powietrzu pojawiało się mniej.

Na koniec ciekawostka na temat ozonu. W pobliżu ruchliwych arterii komunikacyjnych, gdzie może być najwięcej spalin, ozonu jest jak na lekarstwo. Wynika to z faktu, że kiedy w powietrzu znajdzie się odpowiednio dużo tlenku azotu, to reaguje on z ozonem tworząc dwutlenek azotu i tlen. Dlatego w ruchliwych miejscach miast nie ma sensu ustawiać stacji mierzących poziom ozonu.