Chemical Pollution

Nestlé จ่ายเพียง 200 ดอลลาร์ต่อปี เพื่อสูบน้ำในมิชิแกน ขณะสร้างรายได้ 340 ล้านดอลลาร์12 นั่นไม่ใช่การพิมพ์ผิด—บริษัทข้ามชาติจ่ายน้อยกว่าที่ชาวอเมริกันหลายคนใช้จ่ายในหนึ่งเดือนสำหรับน้ำขวดเพื่อสูบน้ำหลายล้านแกลลอนจากทรัพยากรสาธารณะ ตัวอย่างสุดขั้วนี้เผยให้เห็นวิกฤตที่ลึกกว่า อุตสาหกรรมน้ำดื่มบรรจุขวดสร้างรายได้มากกว่า 340 พันล้านดอลลาร์ต่อปี ในขณะที่ ผู้คน 2.1 พันล้านคน ไม่มีน้ำดื่มที่จัดการอย่างปลอดภัย34567 บริษัทคิดราคาจากผู้บริโภค มากกว่า 2,000 ถึง 3,300 เท่า ของราคาน้ำประปา โดยดึงกำไรมหาศาลจากสิ่งที่ควรเป็นสินค้าสาธารณะที่ทุกคนเข้าถึงได้89 นี่คือความขัดแย้ง: แทนที่จะแก้ปัญหาการเข้าถึงน้ำ อุตสาหกรรมน้ำขวดกลับทำให้ความไม่เท่าเทียมรุนแรงขึ้น มันรวมความมั่งคั่งไว้ในมือบริษัทในขณะที่ทำให้โครงสร้างพื้นฐานสาธารณะที่สามารถรับใช้ทุกคนได้อย่างแท้จริงอ่อนแอลง ยักษ์ใหญ่สี่รายควบคุมการจัดหาน้ำของคุณ บริษัทเพียงสี่แห่ง—Nestlé/BlueTriton, Coca-Cola, PepsiCo และ Danone—ควบคุมมากกว่า 70% ของยอดขายน้ำดื่มบรรจุขวดทั่วโลก8 การกระจุกตัวของตลาดอย่างสุดขั้วนี้ทำให้สามารถดึงกำไรมหาศาลจากสิ่งที่ควรเป็นทรัพยากรสาธารณะ พิจารณาเศรษฐศาสตร์: ขวด 500 มล. มีต้นทุนวัตถุดิบ ไม่ถึงครึ่งเซ็นต์ ราคาส่ง? 9 เซ็นต์ ราคาปลีก? ตั้งแต่ 2.34 ถึง 9.47 ดอลลาร์ต่อแกลลอน ในแพ็คหลายขวด และ 8-20 ดอลลาร์ต่อแกลลอน สำหรับขวดเดี่ยว810 ในขณะเดียวกัน เทศบาลส่งน้ำประปาในราคา 0.0015 ดอลลาร์ต่อแกลลอน8911 ...

ดาบสองคมไนโตรเจนของเรา ไนโตรเจนดำรงอยู่เป็นความเป็นคู่อย่างลึกซึ้งในระบบของโลก รูปแบบในชั้นบรรยากาศที่เฉื่อยของมัน ($N_2$) ประกอบเป็นก๊าซที่มีมากที่สุดรอบโลก เมื่อถูกแปลงเป็นรูปแบบที่มีปฏิกิริยาผ่านกระบวนการตรึง ไนโตรเจนจะเปลี่ยนรูปเป็นส่วนประกอบพื้นฐานสำหรับโปรตีนและดีเอ็นเอ กลายเป็นเครื่องยนต์ของผลผลิตทางการเกษตรที่หล่อเลี้ยงประชากรหลายพันล้านคน ตลอดประวัติศาสตร์มนุษย์ส่วนใหญ่ การแปลงไนโตรเจนในชั้นบรรยากาศเป็นสารประกอบที่ค้ำจุนชีวิตยังคงเป็นอาณาเขตเฉพาะของฟ้าผ่าและจุลินทรีย์เฉพาะทาง กระบวนการธรรมชาตินี้กำหนดขีดจำกัดที่เข้มงวดและยั่งยืนต่อปริมาณสิ่งมีชีวิตที่โลกสามารถรองรับได้ การประดิษฐ์กระบวนการฮาเบอร์-บอชในศตวรรษที่ 20 ทำลายข้อจำกัดทางธรรมชาตินี้ กิจกรรมของมนุษย์ได้เพิ่มอัตราที่ไนโตรเจนที่มีปฏิกิริยาเข้าสู่วัฏจักรบนบกเป็นสองเท่า12 จากดินโบราณสู่การค้นพบที่ระเบิด ความสัมพันธ์ของมนุษยชาติกับไนโตรเจนวิวัฒนาการจากการค้นพบอย่างช้าๆ สู่การเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันและปฏิวัติ สังคมเกษตรกรรมปฏิบัติการจัดการไนโตรเจนโดยสัญชาตญาณมาหลายพันปีผ่านการหมุนเวียนพืช การพักที่ดิน และการใช้ปุ๋ยคอก ความรู้สึกลึกซึ้งของวิกฤตที่ใกล้เข้ามาเกิดขึ้นในปลายศตวรรษที่ 19 เซอร์วิลเลียม ครูกส์เตือนในสุนทรพจน์อันยิ่งใหญ่ของเขาในปี 1898 ว่าโลกจะเผชิญกับความอดอยากครั้งใหญ่เว้นแต่นักวิทยาศาสตร์จะค้นพบวิธีการสังเคราะห์ปุ๋ยไนโตรเจนจากอากาศ3 ทางออกมาถึงกว่าทศวรรษต่อมาผ่านกระบวนการฮาเบอร์-บอช พัฒนาโดยนักเคมีชาวเยอรมัน ฟริตซ์ ฮาเบอร์ และคาร์ล บอช และได้มาตรฐานในปี 191334 กระบวนการนี้ใช้อุณหภูมิและความดันสูงเพื่อรวมไนโตรเจนในชั้นบรรยากาศ ($N_2$) กับไฮโดรเจนเพื่อผลิตแอมโมเนีย ($NH_3$) มากกว่าครึ่งหนึ่งของปุ๋ยอุตสาหกรรมทั้งหมดที่ใช้ในประวัติศาสตร์มนุษย์จนถึงปี 1990 ถูกใช้ในทศวรรษ 1980 เพียงอย่างเดียว2 ประตูน้ำท่วมไนโตรเจนเปิดกว้าง กิจกรรมของมนุษย์ในปัจจุบันสร้างไนโตรเจนที่มีปฏิกิริยามากกว่ากระบวนการธรรมชาติบนบกทั้งหมดรวมกัน12 แหล่งหลักสามแหล่งขับเคลื่อนน้ำท่วมนี้: การผลิตปุ๋ยอุตสาหกรรมผ่านกระบวนการฮาเบอร์-บอช การเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลที่ปล่อยไนโตรเจนออกไซด์ ($NO_x$) และการเพาะปลูกพืชตรึงไนโตรเจนอย่างแพร่หลายเช่นถั่วเหลือง ผลที่ตามมาของภาระไนโตรเจนเกินแสดงออกทั่วโลก การใช้ปุ๋ยมีเสถียรภาพในหลายประเทศพัฒนาแล้วแต่เพิ่มขึ้นอย่างมากในประเทศกำลังพัฒนา12 ไนตรัสออกไซด์ ($N_2O$) เป็นก๊าซเรือนกระจกที่มีพลังมากกว่าคาร์บอนไดออกไซด์ประมาณ 300 เท่า5 การไหลบ่าของไนโตรเจนส่วนเกินเป็นเชื้อเพลิงให้กับยูโทรฟิเคชัน—การบานของสาหร่ายขนาดใหญ่ที่บริโภคออกซิเจน สร้าง “โซนตาย” ชายฝั่งและน้ำจืดอันกว้างใหญ่56 ...

ปาฏิหาริย์ทางเคมีกลายเป็นภัยคุกคามระดับโลก การพัฒนา PFAS เริ่มขึ้นในทศวรรษ 1940 เมื่อผู้ผลิตเริ่มผลิตสารเคมีเหล่านี้สำหรับคุณสมบัติพิเศษในการต้านทานน้ำ น้ำมัน และคราบ ในตอนแรกได้รับการยกย่องในเรื่องความหลากหลายในเครื่องครัวเคลือบกันติด โฟมดับเพลิง และการใช้งานอุตสาหกรรมนับไม่ถ้วน พันธะคาร์บอน-ฟลูออรีนที่แข็งแกร่งที่ทำให้สารเคมีเหล่านี้มีประโยชน์ยังทำให้พวกมันแทบจะทำลายไม่ได้ในสภาพแวดล้อมธรรมชาติ ความตระหนักด้านกฎระเบียบปรากฏขึ้นทีละน้อยเมื่อข้อกังวลด้านสุขภาพเพิ่มขึ้น หลักชัยสำคัญแรกเกิดขึ้นในปี 2000 เมื่อ 3M หยุดการผลิต PFAS สายยาวบางชนิดโดยสมัครใจ การยอมรับในระดับสากลของปัญหาเร่งขึ้นด้วยการจัดรายการ PFOS ในปี 2009 และ PFOA ในปี 2019 โดยอนุสัญญาสตอกโฮล์มเป็นสารมลพิษอินทรีย์ที่คงอยู่ซึ่งต้องการการกำจัดหรือจำกัดทั่วโลก เรากำลังว่ายน้ำในซุปเคมีที่เราสร้างขึ้นเอง การปนเปื้อน PFAS ร่วมสมัยเป็นตัวอย่างในตำราของการเกินขอบเขตดาวเคราะห์ในมลพิษทางเคมี ข้อมูล EPA ล่าสุดเผยว่าชาวอเมริกันมากกว่า 143 ล้านคนได้รับ PFAS ในน้ำดื่ม PFAS ถูกตรวจพบในตัวอย่างเลือดของชาวอเมริกัน 97% แสดงให้เห็นการสัมผัสอย่างทั่วถึงกับสารเคมีเหล่านี้ ผลกระทบต่อสุขภาพที่เกี่ยวข้องกับการสัมผัส PFAS รวมถึงระดับคอเลสเตอรอลที่เพิ่มขึ้น ประสิทธิภาพวัคซีนลดลง การเปลี่ยนแปลงเอนไซม์ตับ ภาวะแทรกซ้อนในการตั้งครรภ์ น้ำหนักแรกเกิดลดลง และความสัมพันธ์กับมะเร็งไตและอัณฑะ อาการเมาค้างทางเคมีจะทำให้เราต้องจ่ายไปหลายชั่วอายุคน การสร้างแบบจำลองเส้นทางปัจจุบันชี้ให้เห็นว่าวิกฤตการปนเปื้อน PFAS จะแย่ลงอย่างมากหากไม่มีการแทรกแซงทันที ธรรมชาติที่คงทนของสารเคมีเหล่านี้หมายความว่าแม้การผลิต PFAS ทั้งหมดจะหยุดลงทันที การสัมผัสทางสิ่งแวดล้อมและมนุษย์จะยังคงดำเนินต่อไปเป็นเวลาหลายทศวรรษ ...

ทำความเข้าใจโอโซนในชั้นสตราโตสเฟียร์และความเปราะบาง ชั้นโอโซนในชั้นสตราโตสเฟียร์ ตั้งอยู่ประมาณ 19 ถึง 48 กิโลเมตรเหนือพื้นผิวโลก มีบทบาทป้องกันที่สำคัญโดยการดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) ที่เป็นอันตรายจากดวงอาทิตย์ เกราะบรรยากาศนี้ป้องกันไม่ให้รังสี UV ในระดับอันตรายไปถึงพื้นผิวโลก ภัยคุกคามหลักต่อชั้นสำคัญนี้มาจากคลอโรฟลูออโรคาร์บอน (CFCs) ซึ่งเป็นสารประกอบสังเคราะห์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการทำความเย็น เครื่องปรับอากาศ และสารขับเคลื่อนสเปรย์ ความเสถียรของพวกมันกลับกลายเป็นปัญหา - เมื่อปล่อยออกมาแล้ว CFCs จะคงอยู่ในชั้นบรรยากาศเป็นทศวรรษ ในที่สุดก็ปล่อยอะตอมคลอรีนที่ทำลายโมเลกุลโอโซน อะตอมคลอรีนเพียงอะตอมเดียวสามารถทำลายโมเลกุลโอโซนได้ประมาณ 100,000 โมเลกุล วิกฤตโอโซนที่กำลังเผยตัว การเดินทางทางวิทยาศาสตร์เพื่อทำความเข้าใจการทำลายโอโซนเริ่มต้นด้วยการวิจัยบุกเบิกของโรว์แลนด์และโมลินาในต้นทศวรรษ 1970 ในบทความสำคัญปี 1974 ของพวกเขา พวกเขาตั้งทฤษฎีว่า CFCs สามารถอพยพไปยังชั้นสตราโตสเฟียร์และทำลายโมเลกุลโอโซนในเชิงเร่งปฏิกิริยา การยืนยันอย่างน่าทึ่งมาถึงในกลางทศวรรษ 1980 เมื่อนักวิทยาศาสตร์จาก British Antarctic Survey ค้นพบว่าชั้นโอโซนเหนือแอนตาร์กติกาลดลงหนึ่งในสาม - ปรากฏการณ์ที่รู้จักกันในชื่อ “หลุมโอโซน” การค้นพบนี้เปลี่ยนการทำลายโอโซนจากความกังวลเชิงทฤษฎีเป็นวิกฤตสิ่งแวดล้อมระหว่างประเทศที่เร่งด่วน การจัดทำพิธีสารมอนทรีออล หลักฐานทางวิทยาศาสตร์ที่น่าตกใจกระตุ้นให้ประชาคมระหว่างประเทศดำเนินการ ในเดือนกันยายน 1987 พิธีสารมอนทรีออลว่าด้วยสารที่ทำลายชั้นโอโซนได้รับการรับรอง สร้างกรอบที่ครอบคลุมสำหรับการควบคุมสารทำลายโอโซนเกือบ 100 ชนิด พิธีสารมอนทรีออลเป็นความสำเร็จที่ไม่เหมือนใคร - เป็นสนธิสัญญาสหประชาชาติฉบับแรกและฉบับเดียวที่บรรลุการให้สัตยาบันทั่วโลก โดยมีทุก 197 ประเทศสมาชิกมุ่งมั่นต่อเป้าหมาย มากกว่า 98% ของสารทำลายโอโซนที่ถูกควบคุมถูกยกเลิกเป็นผลสำเร็จนับตั้งแต่การนำไปปฏิบัติ ...

ผลกระทบทางนิเวศวิทยาของการไหลบ่าไนโตรเจนและฟอสฟอรัส ยูโทรฟิเคชันและโซนตายในน้ำ ไนโตรเจนและฟอสฟอรัสส่วนเกินจากปุ๋ยเข้าสู่ทางน้ำผ่านการไหลบ่าผิวดิน ก่อให้เกิดยูโทรฟิเคชัน—กระบวนการที่การบานของสาหร่ายทำให้ออกซิเจนละลายหมดไป12 ในอ่าวเม็กซิโก โซนตายขนาดใหญ่ 6,334 ตารางไมล์ยังคงมีอยู่เนื่องจากการไหลบ่าจากการเกษตร34 ในทะเลบอลติก ภาวะขาดออกซิเจนได้ทำลาย 97% ของแหล่งที่อยู่อาศัยพื้นทะเลตั้งแต่ปี 195035 การล่มสลายของความหลากหลายทางชีวภาพ ในแม่น้ำกลูชินกาในโปแลนด์ ความเข้มข้นของไนโตรเจนที่เกิน 20 มก./ล. ทำให้เกิดการลดลงอย่างหายนะ 62% ในความหลากหลายของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังขนาดใหญ่56 ในอ่าวเชซาพีก การเกษตรแบบเข้มข้นมีส่วนทำให้หญ้าทะเลลดลง 90% ตั้งแต่ทศวรรษ 193046 ผลกระทบต่อสุขภาพมนุษย์ เมธฮีโมโกลบินีเมีย หรือที่เรียกว่า “กลุ่มอาการทารกสีน้ำเงิน” ยังคงเป็นภัยคุกคามอย่างต่อเนื่อง ในปัญจาบ อินเดีย 56% ของบ่อน้ำเกินขีดจำกัดไนเตรทของ WHO ที่ 50 มก./ล.74 การวิจัยได้พิสูจน์ความเชื่อมโยงกับมะเร็งลำไส้ใหญ่และทวารหนักและความผิดปกติของต่อมไทรอยด์87 แนวปฏิบัติทางการเกษตรและความล้มเหลวในการจัดการธาตุอาหาร การใช้ปุ๋ยมากเกินไป ประสิทธิภาพการใช้ปุ๋ยทั่วโลกเฉลี่ยเพียง 33% สำหรับไนโตรเจนและ 18% สำหรับฟอสฟอรัส910 ในแถบมิดเวสต์ของสหรัฐอเมริกา 34% ของไนโตรเจนที่ใส่ยังคงไหลสู่ลุ่มน้ำมิสซิสซิปปี46 ธาตุอาหารตกค้าง การใส่ปุ๋ยมากเกินไปหลายทศวรรษได้สร้างแหล่งกักเก็บธาตุอาหารขนาดใหญ่ในดินเกษตร ในมินนิโซตา การวิเคราะห์ดินเผยให้เห็น 850 กก. N/เฮกตาร์ที่กักเก็บไว้ ซึ่งมีส่วน 38% ของการไหลของไนเตรทประจำปีสู่ทะเลสาบวินนิเพก54 ...