آلودگی هوا؛ پیامد ناگزیر فرایند صنعتی‌شدن!

چندین سال است که ساکنان استان‌های متعددی از ایران می‌دانند که آلودگی هوا مدتی مهمانشان خواهد بود. کاهش کیفیت هوا دیگر محدود به فصل سرما و پدیدهٔ وارونگی دما نیست و در روزهای گرم سال نیز میزان آلایندهٔ ازن بالا می‌رود. به نظر می‌رسد تعداد روزهایی از سال که هوا کیفیت قابل قبولی دارد، به‌تدریج کمتر می‌شود. در چنین وضعیتی می‌توان پرسید: راهی برای توقف این روند وجود دارد؟ این مسأله گریبان‌گیر سرزمین‌های دیگری هم هست؟ دولت‌هایی هستند که از پس این مشکل برآمده باشند؟ از آن‌ها چه می‌توان آموخت؟

هانا ریچی، پژوهش‌گر بریتانیایی مسائل زیست‌محیطی، در مقاله‌ای[1] داده‌محور[2]، به پرسش‌هایی از این دست پرداخته است. او در این مقاله توصیه‌هایی هم به کشورهای در حال توسعه دارد و دو از ذهن نیست که در تبیین این توصیه‌ها، پیچیدگی‌های سیاست بین‌الملل و بعضی سوابق تاریخی کشورهای صنعتی را. در نظر نگرفته باشد.

بخش اول: دی‌اکسید گوگرد

ریچی با این نکته آغاز می‌کند که در بریتانیا و بسیاری از کشورهای ثروتمند، کیفیت هوای محیط باز نسبت به چند قرن گذشته در بهترین وضعیت خودش است. این ادعا با داده‌های نموداری مربوط به روند چندسده‌ایِ دو آلایندهٔ اصلی در بریتانیا، یعنی دی‌اکسید گوگرد و اکسیدهای نیتروژن، هم‌خوانی دارد.

شکل 1. دی‌اکسید گوگرد() یکی از آلاینده‌های اصلی هوا است که در اثر سوزاندن سوخت‌های حاوی گوگرد، مانند زغال‌سنگ، تولید می‌شود.  یکی از ترکیب‌های شیمیایی اصلی در تشکیل باران اسیدی است.
منبع داده: Hoesly et al.() - Community Emissions Data System (CEDS) 

شکل 2. اکسیدهای نیتروژن (NO_x) گازهایی هستند که به‌طور عمده در فرایند سوزاندن سوخت‌های فسیلی شکل می‌گیرند. قرارگرفتن در معرض اکسیدهای نیتروژن می‌تواند بر سلامت دستگاه تنفسی اثرات منفی بگذارد. علاوه‌براین، گازهای NO_x می‌توانند منجر به تشکیل یکی دیگر از آلاینده‌های هوا، یعنی ازن، شوند.

 منبع داده: Hoesly et al.() - Community Emissions Data System (CEDS)  

در مقابل، در بسیاری از کشورهای دیگر، تصویر متفاوتی وجود دارد. ساکنان شهرهایی مثل دهلی، داکا یا آکرا، در یکی از آلوده‌ترین شرایط هوایی تاریخ کشورشان نفس می‌کشند. با این حال، انتظار می‌رود که در طولانی‌مدت کیفیت هوا در این کشورها هم از الگوی مشابهی پیروی کند: آلودگی هوای محیط باز با مقادیر کمی شروع می‌شود، سپس همان‌طور که سوخت‌های فسیلی بیشتری به‌منظور تأمین انرژی و صنعتی‌سازی می‌سوزد، افزایش می‌یابد. در نهایت، این روند به یک نقطهٔ عطف می‌رسد و انتشار آلاینده‌ها کاهش می‌یابد. اما این گذار طبیعی، در بریتانیا و بسیاری از کشورهای ثروتمند قرن‌ها طول کشیده است. اگر این دوره در سایر نقاط جهان هم همان‌قدر زمان ببرد، میلیاردها نفر بیشتر عمرشان در معرض آلودگی شدید هوا خواهند بود و در نتیجه، صدها میلیون نفر در اثر آلودگی هوا به مرگ زودرس می‌میرند.

ریچی قصد دارد اقداماتی که کشورهایی مثل بریتانیا را به هوای پاک رسانده، بررسی کند تا سایر کشورها به درک بهتری از سیاست‌ها‌ و مداخلاتی برسند که گذار به هوای پاک را تسریع می‌کنند. او بر دو آلایندهٔ دی‌اکسید گوگرد و اکسیدهای نیتروژن متمرکز می‌شود. دو مواردی از چهار آلایندهٔ گازی‌شکلی هستند که در دستورالعمل‌های کیفیت هوای سازمان بهداشت جهانی گنجانده شده‌اند. به‌علاوه، این دو آلاینده، نه تنها تأثیر مستقیمی بر سلامت انسان دارند، بلکه باعث تشکیل آلاینده‌های ثانویه‌‌ای مانند ذرات معلق می‌شوند که مشکلات ریوی و قلبی-عروقی را وخیم‌تر می‌کنند.

در ادامهٔ این متن به راه‌کارهای کاهش انتشار دی‌اکسید گوگرد پرداخته و کاهش اکسیدهای نیتروژن را در بخش بعدی مقاله بررسی می‌شود.

کشورها چگونه انتشار دی‌اکسید گوگرد و باران اسیدی را کاهش دادند؟ 

اواخر قرن بیستم، باران اسیدی یکی از بزرگ‌ترین مشکلات زیست‌محیطی بود. متن پیشِ رو، بندِ آغازینِ مقاله‌ای از نیویورک‌تایمز در سال ۱۹۷۹ است: «روند سریع گسترش بارش‌های اسیدی در مناطق مختلف، بسیاری از دانشمندان و مقام‌های دولتی را به این نتیجه رسانده که باران اسیدی در حال تبدیل‌شدن به یکی از جدی‌ترین مشکلات جهانی زیست‌محیطی در دهه‌های پیش رو است.»

اما امروزه در اروپا و آمریکای شمالی خیلی کم دربارهٔ این مسأله می‌شنویم. چرا که این مشکل زیست‌محیطی را برطرف کرده‌ایم. عامل عمدهٔ تشکیل باران اسیدی، انتشار گازی به نام دی‌اکسید گوگرد (SO₂) است. SO₂ می‌تواند در آب حل شود و با اسیدی‌کردن بارش‌ها به زیست‌بوم‌هایی از قبیل جنگل‌ها، منابع خاکی، رودخانه‌ها و دریاچه‌ها آسیب بزند. چهرهٔ مجسمه‌های تاریخی اغلب حالت ذوب‌شده دارند که از اثرات باران‌های اسیدی است.

منبع اصلی SO₂ سوختن زغال‌سنگ است؛ چه برای تأمین برق یا گرما و چه در فرایندهای صنعتی. زغال‌سنگ حاوی مقدار کمی گوگرد است که وقتی سوزانده می‌شود، به شکل دی‌اکسید گوگرد وارد جو می‌شود.برای متوقف‌کردن بارش‌های اسیدی، لازم است که مانع انتشار گوگرد شویم. برای این کار دو راه اصلی وجود دارد:

· زغال‌سنگ کم‌تری سوزانده شود.

· در نیروگاه‌های زغال‌سنگی، فناوری‌هایی راه‌اندازی شود که قبل از انتشار گوگرد در جو، آن را از دودکش‌ها حذف می‌کنند. این فرآیند «شست‌وشو» یا «گوگردزدایی از گاز دودکش» نامیده می‌شود.

بریتانیا ترکیبی از هر دو روش را به کار گرفت. از دههٔ ۱۹۶۰ میزان سوزاندن زغال‌سنگ در بریتانیا به‌شدت کاهش یافته است. به دو نمودار بعد نگاه کنید: تا سال ۲۰۲۲، مصرف زغال‌سنگو انتشار دی‌اکسید گوگرد بیش از کاهش یافته بود.

شکل 3. مصرف زغال‌سنگ در بریتانیا، اندازه‌گیری‌شده بر حسب تراوات-ساعت (TWh)
منبع داده: Energy Institute.(2025) - Statistical Review of World Energy

شکل 4. دی‌اکسید گوگرد () یکی از آلاینده‌های اصلی هوا است که در اثر سوزاندن سوخت‌های حاوی گوگرد، مانند زغال‌سنگ، تولید می‌شود. یکی از ترکیب‌های شیمیایی اصلی در تشکیل باران اسیدی است.
منبع داده: Hoesly et al.() - Community Emissions Data System (CEDS) 

همین شرایط در کشورهای دیگری نیز برقرار است. با بررسی دقیق‌تر سرعت‌های متفاوت کاهش این دو کمیت می‌توان به این نکته پی برد.

در بریتانیا مصرف زغال‌سنگ و در نتیجه انتشار گاز SO₂ کاهش داشت. نکته قابل توجه این است که کاهش میزان انتشار با سرعت بالاتری رخ داد و این روند در دوره‌هایی، مانند اوایل دههٔ ۲۰۰۰، که مصرف زغال‌سنگ تقریباً ثابت بود هم ادامه داشت. چرا که بریتانیا از فناوری‌های «شست‌وشو» استفاده می‌کرد.

شکل 5. دی‌اکسید گوگرد () یکی از آلاینده‌های اصلی هوا است که در اثر سوزاندن سوخت‌های حاوی گوگرد، مانند زغال‌سنگ، تولید می‌شود. کشورها می‌توانند انتشار را با سوزاندن مقدار کم‌تری زغال‌سنگ یا نصب فناوری‌های گوگردزدایی کاهش دهند. این فناوری‌ها گوگرد موجود در دودکش‌ها را حذف می‌کنند.
منبع داده: Community Emissions Data System (CEDS)(); Energy Institute

در سایر کشورها، این اختلاف حتی شدیدتر است. در ایالات‌‌‌‌‌‌متحده، از دههٔ ۱۹۸۰ تا اوایل دههٔ ۲۰۰۰، هم‌زمان با افزایش مصرف زغال‌سنگ، انتشار SO₂ کاهش یافت. در ایتالیا، پیش از آن‌که کاهش معناداری در مصرف زغال‌سنگ آغاز شود، انتشار SO₂ بیش از کم شد. در این موارد هم کشورها با هدف جذب گوگرد موجود در دود، فناوری‌های «شست‌وشودهنده» را در نیروگاه‌های زغال‌سنگی‌شان راه‌اندازی کردند. به‌کارگیری این فناوری‌ها ابتدا با اقدامات سیاسی پیش برده می‌شد.

در ۱۹۹۰، ایالات متحده به‌عنوان بخشی از اصلاحات قانون هوای پاکش، یک طرح سقف و معامله بر SO₂ اعمال کرد. هدف این بود که میزان انتشار کشور تا سال ۲۰۱۰ در مقایسه با سال ۱۹۸۰ به نصف برسد. به هر نیروگاه زغال‌سنگی، «سهمیه‌ای» برای تولید دی‌اکسید گوگرد اختصاص یافت. این سهمیه نیروگاه را مجبور می‌کرد که یا فناوری‌هایی را برای کاهش میزان انتشارش به کار بگیرد یا با دیگر نیروگاه‌ها تبادل اعتبار انجام دهد. در غیر این‌صورت جریمهٔ سنگینی برای هر تن تولید مازاد گوگرد گرفته می‌شد. به‌وضوح این طرح موفق بود و حتی از اهدافش پیشی گرفت و میزان انتشار SO₂ در ایالات‌متحده تا سال ۲۰۱۰ تقریباً[3] کاهش یافت.

پس از آن‌که در ۱۹۷۹ اهدافی در کنوانسیون منطقه‌ای مربوط به آلودگی هوایی که از سایر کشورها وارد می‌شود تعیین شد، کشورهای اروپایی تحت فشار مشابهی برای کاهش میزان انتشار قرار گرفتند. در نتیجه کاهش سریع در بریتانیا، ایتالیا، آلمان و دیگر کشورها طی دهه‌های ۱۹۸۰، ۱۹۹۰ و ۲۰۰۰ رخ داد.

شکل 6. دی‌اکسید گوگرد () یکی از آلاینده‌های اصلی هوا است که در اثر سوزاندن سوخت‌های حاوی گوگرد، مانند زغال‌سنگ، تولید می‌شود. کشورها می‌توانند انتشار را با سوزاندن مقدار کم‌تری زغال‌سنگ یا نصب فناوری‌های گوگردزدایی کاهش دهند. این فناوری‌ها گوگرد موجود در دودکش‌ها را حذف می‌کنند.
منبع داده: Community Emissions Data System (CEDS)(); Energy Institute 

در خارج از اروپا و آمریکای شمالی نیز روندها و سیاست‌های کشورها در کنترل انتشار دی‌اکسید گوگرد (SO₂) قابل تامل است.

روند چین این واقعیت را کاملاً روشن می‌کند که کاهش مصرف زغال‌سنگ تنها راه کاهش انتشار SO₂ نیست. در حالی که مصرف زغال‌سنگ به رشدکردن ادامه داده، انتشار SO₂ در سال ۲۰۰۶ به اوج خودش رسیده و در دههٔ اخیر به‌سرعت پایین آمده است. گسست بسیار واضحی از میانهٔ دههٔ ۲۰۰۰ وجود داشته است. باز هم اجرایی‌کردن فناوری‌های «شست‌وشودهنده» چین را قادر ساخته است که آلودگی محلی هوا را به‌شدت کاهش دهد و این در حالی است که هم‌چنان سوخت‌های فسیلی بیشتری می‌سوزاند و سهمش در تغییرات جهانی آب‌وهوا را بالا می‌برد.

انتشار SO₂در هند هنوز در حال رشد است. میزان انتشار در عین این‌که در دههٔ گذشته کندتر از مصرف زغال‌سنگ بالا رفته، هنوز در حال افزایش است. تنها از ظرفیت نیروگاه‌های زغال‌سنگی هند به فناوری‌های گوگردزدایی مجهز است.

هند در این موقعیت تنها نیست. بسیاری از کشورهای با درآمد کم تا متوسط هنوز در بخش روبه‌صعود مسیرشان هستند، چون نصب تجهیزات کنترل آلودگی، هزینهٔ نیروگاه‌های زغال‌سنگی را – اغلب در حدود  تا – بالا می‌برد و تأمین انرژی ارزان‌قیمت معمولاً اولویت کوتاه‌مدت بالاتری دارد. برای بیش از نصف نیروگاه‌های زغال‌سنگی هند، پیمان‌کار نصب فناوری‌های گوگردزدایی انتخاب شده، اما افزایش هزینه‌ها تأخیرهای گسترده‌ای به بار آورده است.

روشن است که وقتی کشورها بخواهند اوضاع را بهبود ببخشند، میزان انتشار می‌تواند خیلی سریع پایین بیاید. چین یکی از خیره‌کننده‌ترین مصادیق این واقعیت است. میزان انتشار نسبت به نقطهٔ اوجش در ۲۰۰۶ کاهش سه‌چهارمی و تنها در دههٔ اخیر کاهش دو-سومی داشته است.

می‌توان خوش‌بین بود که کشورهای با درآمد کم تا متوسط می‌توانند این گذار را خیلی سریع‌تر از بریتانیا یا ایالات‌متحده طی کنند، چون فرصت دارند از تجربهٔ کشورهایی که قبلاً این کار را کرده‌اند، درس بگیرند. در دهه‌های ۱۹۸۰ و ۱۹۹۰، اروپا و آمریکای شمالی می‌بایست فناوری‌هایی در مقیاس تجاری طراحی می‌کردند که بتوانند گوگرد را از نیروگاه‌های زغال‌سنگی حذف کنند. آن‌ها مجبور بودند هزینه‌ها را پایین بیاورند. می‌بایست سیاست‌ها و سیستم‌های معاملاتی را از صفر طراحی می‌کردند. کشورهایی که بعداً به این مسیر می‌پیوندند، با قلمرویی ناشناخته مواجه نیستند. آن‌ها می‌توانند از پیروزی‌ها و شکست‌های کشورهای پیش‌تاز بهره‌برداری کنند تا کار را ارزان‌تر و سریع‌تر انجام دهند. رسیدن به دیگران آسان‌تر است تا پیش‌رو بودن در مسیر.