استخدمت دراسة إسرائيلية جديدة صور الأقمار الصناعية للكشف عن تلوث الهواء في منطقة البحر الميت، بما في ذلك التلوث القادم من مصنع واحد محدد
بقلم عساف بن ناريا، وكالة أنباء أنجل للعلوم والبيئة
في نهاية يونيو 2017 تقريبًا.100 ألف متر مكعب من مياه الصرف الصحي الحمضية إلى ناحال أشليم، وذلك بعد انهيار أحد جدران برك مياه الصرف الصحي في محطة روتيم أمبرت النقب. وعقب الانهيار، تدفقت مياه الصرف الصحي دون عوائق لمسافة 20 كيلومترًا في قناة النهر، فيما يبدو أنهواحدة من أخطر الكوارث البيئية التي غزت إسرائيل. وخلف التسرب بركًا من مياه الصرف الصحي الحمضية التي ملأت ظهورهم، وتمتلئ فيضانات الشتاء السبعة بالمياه وهي موطن ومصدر لمياه الشرب للحيوانات في المنطقة.
في حين أن الأضرار الجسيمة التي لحقت بالطبيعة نتيجة انفجار التلوث الحمضي كانت مرئية من بعيد وتزايد عدد الحيوانات التي ماتت نتيجة التسرب مع مرور الوقت، إلا أن عواقب الأضرار التي سببها هذا النبات والعديد من النباتات الأخرى لجودة الهواء تكاد تكون غير مرئية على الأرض. والآن قد يتغير هذا الوضع، بعد أن تمكن باحثون من جامعة تل أبيب من التعرف على تلوث الهواء في محيط مصنع روتيم أمبيرت من الفضاء. وقد نشرت نتائج الدراسة مؤخرا في المجلة المرموقة الغلاف الجوي للبيئة.
انظر من خلال الضباب
كيف يؤثر نشاط مصنع كبير على جودة الهواء الذي نتنفسه؟ عندما يتعلق الأمر بالمصانع التي تعمل في مناطق مأهولة بالسكان وعلى مقربة من المصانع الأخرى، فإن الإجابة على هذا السؤال معقدة دائمًا. والحقيقة هي أنه من الصعب للغاية عزل تأثير مصنع واحد على تلوث الهواء.
وحاولت وزارة حماية البيئة التغلب على هذه الصعوبة من خلال تكليف المصانع الملوثة بتقرير سنوي عن "البيانات الكمية للانبعاثات وانتقالات الملوثات إلى البيئة"، وهو ما اكتسب اسم "سجل الانبعاثات إلى البيئة" (مستوى)". وفي هذا التقرير السنوي يتعين على المصانع تقديم تقرير عن جميع الأنشطة التي تتم في المصنع وسرد جميع المواد الكيميائية التي تدخل المصنع كل عام. لذلك، على سبيل المثال، إذا قام مصنع بشراء حوالي 1,000 كيلوجرام من مادة كيميائية معينة، ومن هذه الكمية، انتهى 900 كيلوجرام من تلك المادة الكيميائية في المنتجات التي ينتجها المصنع، ثم تم فقد حوالي 100 كيلوجرام للبيئة أثناء عملية الإنتاج - كالنفايات أو مياه الصرف الصحي أو كانبعاثات في الهواء من خلال مداخن المصنع.
ولكن من أجل تحديد كمية المادة المنبعثة إلى البيئة بشكل لا لبس فيه، يلزم أخذ عينات مستمرة، وقد يقول البعض أخذ عينات من قبل جهة خارجية ومستقلة، من جميع المواد التي تخرج من مباني المصنع عبر المداخن، ومياه الصرف الصحي للمصنع النظام وحاويات القمامة - لا يتم تنفيذ مثل هذا الإجراء في إسرائيل اليوم.
أحد الإنجازات المهمة التي حققها باحثون من جامعة تل أبيب ضمن العمل البحثي لطالبة الدكتوراه لي صابر، بإشراف مشترك من الدكتورة ألكسندرا تشودنوفسكي، رئيسة مختبر جودة الهواء في قسم الجغرافيا، والبروفيسور بنحاس ألبرت من قسم علوم الأرض وبتمويل صندوق الصحة والبيئة، هي القدرة على رؤية التلوث الناتج عن مصنع واحد من خلال صور الأقمار الصناعية. يقول تشودنوفسكي: "خلال تحليل بيانات البحث، رأينا أن لدينا أيامًا يكون فيها الهواء فوق مصانع روتيم أكثر تلوثًا من المعتاد".
تعتبر مثل هذه القدرة قفزة علمية إلى الأمام - حيث تمكن الباحثون لأول مرة من إظهار تأثير محطة روتيم أمبيرت في النقب على جودة الهواء المحيط بها باستخدام صور الأقمار الصناعية. في المستقبل، وباستخدام معلومات الأقمار الصناعية، هل ستتمكن وكالات إنفاذ القانون من تحديد التلوث في الوقت الفعلي وربط التلوث بمصدر محدد مثل مصنع أو منطقة صناعية، كل ذلك دون إرسال مفتشين إلى الموقع؟
العثور على الغبار في الصحراء
إن استخدام أداة البحث المعروفة بالاستشعار عن بعد، حيث يتم فك تشفير المعلومات الواردة من الأقمار الصناعية واستخدامها لقياس المعلمات المختلفة، مناسب جدًا لمنطقة البحر الميت، التي تضم مناطق شاسعة وقليلة السكان. لكن حتى وقت قريب، كانت الظروف الجوية في المنطقة ووهج الصحراء تشكل عائقًا أمام الدراسات التي تستفيد من هذا النوع من الأدوات. "عندما تكون هناك عاصفة ترابية فوق المحيط، على سبيل المثال، تراها على الفور في صور الأقمار الصناعية. لكن في الصحراء التي تتميز بخلفية مشرقة، يكون الفصل بين العاصفة وخلفيتها أكثر صعوبة بكثير"، كما يقول تشودنوفسكي. وكان الحل لذلك هو النظر إلى طول موجي معين في النطاق المرئي، وهو 470 نانومتر. عند هذا الطول الموجي، تظهر الخلفية الصحراوية أكثر قتامة ويصبح الغبار وتلوث الهواء واضحين.
ويتيح استخدام صور الأقمار الصناعية للباحثين مسح مساحات واسعة، في حين أن وسائل الكشف الأخرى عن تلوث الهواء، مثل عينات الهواء الموضوعة على الأرض، تعطي معلومات محلية فقط. ويسمى المقياس الذي يدرسه الباحثون "العمق البصري للهباء الجوي" ويرتبط بتركيز الجزيئات في الهواء - وهو مقياس لتلوث الهواء. إلا أن هذا المؤشر لا يتيح تحديد نوع الملوثات ولا يتيح فصل الملوثات ذات الأصل الطبيعي (مثل ذرات الغبار) عن الملوثات التي تنشأ من النشاط الصناعي.
في انتظار صور كوكب الزهرة
إن استخدام صور الأقمار الصناعية في أبحاث تلوث الهواء ليس بالأمر الجديد، وهناك العديد من الدراسات التي استخدمت الأقمار الصناعية لمعرفة مصدر تلوث الهواء، على مستوى الدولة أو منطقة كبيرة معينة. ويستخدم الباحثون في كثير من الأحيان مؤشر "السمك البصري للغلاف الجوي"، وكلما زاد ارتفاعه، زاد تلوث الهواء. واليوم بالفعل، هناك أقمار صناعية تتحقق من بعض الملوثات الشائعة مثل الأوزون والنيتروجين وأكاسيد الكبريت (NOx وSOx) وقمر صناعي يتحقق من التركيب الكيميائي للهواء، لكن دقة هذه الأقمار تزيد عن 10 كيلومترات. لذلك، في هذه المرحلة، فهي مناسبة لبلد أو منطقة كبيرة وبالتأكيد ليست لمستوى المصنع، خاصة في بلد صغير مثل بلدنا.
إن اكتشاف روتيم أمبيرت للانبعاثات في الدراسة الجديدة هو في الواقع مجرد توضيح لقدرات الاستشعار عن بعد على اكتشاف العدوى. ولكن مع تطور الأدوات العلمية وخاصة تحسين دقة صور الأقمار الصناعية، من المتوقع أن تصبح هذه الأداة أكثر أهمية ويمكن استخدامها كأداة للرصد الفعال لعوامل التلوث.
ومن المتوقع أن يقدم القمر الصناعي البحثي دفعة أخرى كوكب الزهرة، وهو تعاون بين صناعات الفضاء الإسرائيلية والفرنسية، والذي تم إطلاقه مؤخرًا إلى الفضاء. ومن المتوقع أن ينتج كوكب الزهرة، المعروف أيضًا باسم القمر الصناعي للأبحاث البيئية، صورًا عبر الأقمار الصناعية بمزيج غير مسبوق من الدقة والأطوال الموجية والترددات. ومع وصول الصور الأولى لكوكب الزهرة إلى معاهد الأبحاث في إسرائيل، ستكون قادرة على تشكيل أساس لمزيد من الدراسات وستعطينا صورة أفضل عن نوعية الهواء الذي نتنفسه.
