আমাদের দুই-ধারী নাইট্রোজেন তলোয়ার
নাইট্রোজেন পৃথিবীর সিস্টেমে এক গভীর দ্বৈততা হিসাবে বিদ্যমান। এর নিষ্ক্রিয় বায়ুমণ্ডলীয় রূপ ($N_2$) গ্রহকে ঘিরে থাকা সবচেয়ে প্রচুর গ্যাস গঠন করে। স্থিরকরণ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে প্রতিক্রিয়াশীল রূপে রূপান্তরিত হলে, নাইট্রোজেন প্রোটিন এবং ডিএনএ-র জন্য একটি মৌলিক বিল্ডিং ব্লকে পরিণত হয়, বিলিয়ন মানুষকে টিকিয়ে রাখা কৃষি উৎপাদনশীলতার ইঞ্জিন হয়ে ওঠে।
মানব ইতিহাসের বেশিরভাগ সময় জুড়ে, বায়ুমণ্ডলীয় নাইট্রোজেনকে জীবন-টিকিয়ে রাখা যৌগে রূপান্তর করা বজ্রপাত এবং বিশেষায়িত জীবাণুর একচেটিয়া ডোমেইন ছিল। এই প্রাকৃতিক প্রক্রিয়া পৃথিবী কতটা জীবন সমর্থন করতে পারে তার উপর কঠোর, টেকসই সীমা আরোপ করেছিল। বিংশ শতাব্দীতে হেবার-বশ প্রক্রিয়ার আবিষ্কার এই প্রাকৃতিক সীমাবদ্ধতা ভেঙে দিয়েছে। মানব কার্যকলাপ স্থলজ চক্রে প্রতিক্রিয়াশীল নাইট্রোজেন প্রবেশের হার দ্বিগুণ করেছে12।
প্রাচীন মাটি থেকে বিস্ফোরক আবিষ্কার
নাইট্রোজেনের সাথে মানবতার সম্পর্ক ধীর আবিষ্কার থেকে আকস্মিক, বিপ্লবী পরিবর্তনে বিকশিত হয়েছে। কৃষি সমাজ হাজার বছর ধরে ফসল আবর্তন, জমি পতিত রাখা এবং সার প্রয়োগের মাধ্যমে স্বজ্ঞাত নাইট্রোজেন ব্যবস্থাপনা অনুশীলন করেছে। উনিশ শতকের শেষে আসন্ন সংকটের গভীর অনুভূতি দেখা দিয়েছিল। স্যার উইলিয়াম ক্রুকস তাঁর ১৮৯৮ সালের যুগান্তকারী ভাষণে সতর্ক করেছিলেন যে বায়ু থেকে নাইট্রোজেন সার সংশ্লেষণের পদ্ধতি আবিষ্কার না করলে বিশ্ব গণ-অনাহারের মুখোমুখি হবে3।
সমাধান এক দশকেরও বেশি সময় পরে হেবার-বশ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে এসেছিল, যা জার্মান রসায়নবিদ ফ্রিটজ হেবার এবং কার্ল বশ দ্বারা উন্নত এবং ১৯১৩ সালে মানসম্মত করা হয়েছিল34। এই প্রক্রিয়া বায়ুমণ্ডলীয় নাইট্রোজেন ($N_2$) কে হাইড্রোজেনের সাথে মিলিত করে অ্যামোনিয়া ($NH_3$) উৎপাদন করতে উচ্চ তাপমাত্রা এবং চাপ ব্যবহার করেছিল। ১৯৯০ সাল পর্যন্ত মানব ইতিহাসে প্রয়োগ করা সমস্ত শিল্প সারের অর্ধেকেরও বেশি শুধুমাত্র ১৯৮০ এর দশকে ব্যবহৃত হয়েছিল2।
নাইট্রোজেন বন্যার দরজা সম্পূর্ণ খোলা
মানব কার্যকলাপ বর্তমানে সমস্ত স্থলজ প্রাকৃতিক প্রক্রিয়া মিলিত থেকে বেশি প্রতিক্রিয়াশীল নাইট্রোজেন উৎপন্ন করছে12। তিনটি প্রাথমিক উৎস এই প্লাবন চালায়: হেবার-বশ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে শিল্প সার উৎপাদন, জীবাশ্ম জ্বালানি দহন যা নাইট্রোজেন অক্সাইড ($NO_x$) নির্গত করে, এবং সয়াবিনের মতো নাইট্রোজেন-স্থিরকারী ফসলের ব্যাপক চাষ।
নাইট্রোজেন অতিরিক্ত বোঝার পরিণতি বিশ্বব্যাপী প্রকাশ পাচ্ছে। উন্নত দেশগুলিতে সার ব্যবহার স্থিতিশীল হয়েছে কিন্তু উন্নয়নশীল দেশগুলিতে নাটকীয়ভাবে বেড়েছে12। নাইট্রাস অক্সাইড ($N_2O$) কার্বন ডাই অক্সাইডের তুলনায় প্রায় ৩০০ গুণ বেশি শক্তিশালী একটি গ্রিনহাউস গ্যাস5। অতিরিক্ত নাইট্রোজেন প্রবাহ ইউট্রোফিকেশন জ্বালানি দেয়—বিশাল শৈবাল প্রস্ফুটন যা অক্সিজেন গ্রাস করে, উপকূলীয় এবং মিঠা পানির বিশাল “মৃত অঞ্চল” তৈরি করে56।
২০৫০ সালের মধ্যে সমস্যার ক্রমবর্ধমান জোয়ার
নাইট্রোজেন দূষণের গতিপথ বৈশ্বিক স্থিতিশীলতার জন্য একটি কঠোর এবং ক্রমবর্ধমান হুমকি উপস্থাপন করে। অনুমান নির্দেশ করে যে নাইট্রোজেন দূষণের কারণে গুরুতর পরিষ্কার জলের অভাব অনুভব করা নদী অববাহিকা ২০৫০ সালের মধ্যে তিনগুণ হতে পারে7। এই সম্প্রসারণ অতিরিক্ত ৩ বিলিয়ন মানুষকে সরাসরি প্রভাবিত করতে পারে7।
২০১০ সালে নাইট্রোজেন দূষণের মোট বৈশ্বিক ক্ষতির খরচ প্রায় ১.১ ট্রিলিয়ন মার্কিন ডলার অনুমান করা হয়েছিল8। এই বৈশ্বিক খরচ ২০৫০ সালের মধ্যে নাইট্রোজেন ব্যবহার থেকে প্রাপ্ত কৃষি সুবিধার চেয়ে দ্রুত বাড়বে বলে অনুমান করা হচ্ছে8।
একটি জটিল এবং আঠালো জাল খুলে ফেলা
বৈশ্বিক নাইট্রোজেন চ্যালেঞ্জ একটি “দুষ্ট সমস্যা” উপস্থাপন করে যেখানে সম্ভাব্য সমাধানগুলি বৈশ্বিক খাদ্য এবং শক্তি ব্যবস্থার মৌলিক দিকগুলির সাথে জড়িত। অনেক উন্নয়নশীল দেশ, বিশেষ করে সাব-সাহারান আফ্রিকায়, নাইট্রোজেন উদ্বৃত্ত নয় বরং ঘাটতির মুখোমুখি, খাদ্য নিরাপত্তা অর্জনের জন্য পর্যাপ্ত সার প্রবেশাধিকারের অভাব রয়েছে9।
বৈশ্বিক বিশ্লেষণ প্রকাশ করে যে নাইট্রোজেন সম্পর্কিত প্রায় দুই-তৃতীয়াংশ কৃষি নীতি প্রকৃতপক্ষে এর ব্যবহারকে উৎসাহিত করে বা এর বাণিজ্য পরিচালনা করে, পরিবেশ সুরক্ষার উপরে খাদ্য উৎপাদনকে অগ্রাধিকার দেয়10। নাইট্রোজেন সংকট বৈজ্ঞানিক বৃত্তের বাইরে মূলত অজানা রয়ে গেছে, পদ্ধতিগত পরিবর্তনের জন্য প্রয়োজনীয় রাজনৈতিক ইচ্ছাকে বাধাগ্রস্ত করছে5।
নাইট্রোজেন বর্ণনা পুনর্লিখন
কৃষি রূপান্তরে পুষ্টি স্টুয়ার্ডশিপের “4Rs” দ্বারা সংক্ষিপ্ত একটি বহুমুখী কৌশল জড়িত: সঠিক উৎসের সার সঠিক হারে, সঠিক সময়ে এবং সঠিক জায়গায় প্রয়োগ করা। মাটি সেন্সর এবং জিপিএস-গাইডেড সরঞ্জামের মতো প্রযুক্তি ব্যবহার করে নির্ভুল কৃষি একটি মূল সক্ষমকারী হিসাবে কাজ করে11।
কভার ক্রপিং এবং জটিল ফসল আবর্তনের মতো কৃষি-পরিবেশগত অনুশীলন মাটির স্বাস্থ্যকে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করে11। মাংস খরচ হ্রাস করা, বিশেষ করে বড় নাইট্রোজেন পদচিহ্ন সহ নিবিড় চাষ কার্যক্রম থেকে, সামগ্রিক চাহিদা নাটকীয়ভাবে হ্রাস করে11।
একটি উদ্বায়ী উপাদানের জন্য নিরাপদ স্থান চেপে ধরা
ডোনাট ইকোনমিক্স মডেল নাইট্রোজেন সংকটকে স্পষ্টভাবে কল্পনা করে। জৈবরাসায়নিক প্রবাহের জন্য গ্রহীয় সীমানা, বিশেষত নাইট্রোজেন, ব্যাপক লঙ্ঘন অনুভব করেছে, পরিবেশগত অতিক্রমণের সবচেয়ে গুরুতর ক্ষেত্রগুলির একটি প্রতিনিধিত্ব করে126। এই অতিক্রমণ সরাসরি অন্যান্য গ্রহীয় সীমানা লঙ্ঘনে জ্বালানি দেয়। সারযুক্ত মাটি থেকে নাইট্রাস অক্সাইড ($N_2O$) নির্গমন সরাসরি জলবায়ু পরিবর্তনে অবদান রাখে, যখন অতিরিক্ত নাইট্রোজেন প্রবাহ ইউট্রোফিকেশনের মাধ্যমে জীববৈচিত্র্য ক্ষতি চালায়15।
নাইট্রোজেন দূষণ মোকাবেলা SDG 14 (জলের নীচে জীবন), SDG 2 (শূন্য ক্ষুধা), এবং SDG 6 (পরিষ্কার জল এবং স্যানিটেশন) এর জন্য গুরুত্বপূর্ণ69।
বর্জ্যে প্লাবিত বিশ্বের চেয়ে প্রাচুর্য বেছে নেওয়া
মানবতা নাইট্রোজেন সম্পর্কের ক্ষেত্রে একটি গুরুত্বপূর্ণ সংযোগস্থলে দাঁড়িয়ে আছে। যে উপাদানটি অভূতপূর্ব বৃদ্ধি সক্ষম করেছে তা এখন বেঁচে থাকার উপর নির্ভরশীল বাস্তুতন্ত্রের স্থিতিশীলতাকে হুমকি দিচ্ছে। সামনের পথের জন্য দৃষ্টিভঙ্গিতে মৌলিক পরিবর্তন প্রয়োজন—নাইট্রোজেনকে সস্তা, নিষ্পত্তিযোগ্য পণ্য হিসাবে দেখা থেকে সাবধানে ব্যবস্থাপনা প্রয়োজন এমন একটি মূল্যবান, সীমিত সম্পদ হিসাবে মূল্যায়ন করা। নাইট্রোজেন বর্ণনা পুনর্লিখন বর্জ্যে ডুবে যাওয়ার পরিবর্তে সত্য, স্থায়ী প্রাচুর্য বেছে নেওয়ার প্রতিনিধিত্ব করে।