نائٹروجن سائیکل انسانیت کو ہمیشہ کے لیے کیسے بدل سکتا ہے

ہماری دو دھاری نائٹروجن تلوار

نائٹروجن زمین کے نظاموں میں ایک گہری دوہری حیثیت کے طور پر موجود ہے۔ اس کی غیر فعال فضائی شکل ($N_2$) سیارے کے گرد سب سے زیادہ پائی جانے والی گیس ہے۔ جب فکسیشن کے عمل کے ذریعے رد عمل والی شکلوں میں تبدیل کیا جاتا ہے، تو نائٹروجن پروٹین اور ڈی این اے کے لیے ایک بنیادی تعمیراتی بلاک میں بدل جاتا ہے، اربوں لوگوں کو کھانا کھلانے والی زرعی پیداواری صلاحیت کا انجن بن جاتا ہے۔

انسانی تاریخ کے بیشتر حصے میں، فضائی نائٹروجن کو زندگی کو برقرار رکھنے والے مرکبات میں تبدیل کرنا بجلی اور مخصوص جرثوموں کا خصوصی دائرہ رہا۔ اس قدرتی عمل نے زندگی کی مقدار پر سخت، پائیدار حدود عائد کیں جو زمین برداشت کر سکتی تھی۔ بیسویں صدی میں ہیبر-باش عمل کی ایجاد نے اس قدرتی رکاوٹ کو توڑ دیا۔ انسانی سرگرمیوں نے اس شرح کو دوگنا کر دیا ہے جس پر رد عمل والی نائٹروجن زمینی سائیکل میں داخل ہوتی ہے¹²۔

قدیم مٹی سے دھماکہ خیز دریافت تک

نائٹروجن کے ساتھ انسانیت کا تعلق آہستہ آہستہ دریافت سے اچانک، انقلابی تبدیلی تک ارتقا پذیر ہوا۔ زرعی معاشروں نے ہزاروں سال تک فصلوں کی گردش، زمین کو بنجر چھوڑنے اور کھاد کے استعمال کے ذریعے بدیہی نائٹروجن انتظام کی مشق کی۔ انیسویں صدی کے آخر میں آنے والے بحران کا گہرا احساس پیدا ہوا۔ سر ولیم کروکس نے اپنی 1898 کی یادگار تقریر میں خبردار کیا کہ دنیا کو بڑے پیمانے پر قحط کا سامنا کرنا پڑے گا جب تک کہ سائنسدان ہوا سے نائٹروجن کھاد بنانے کا طریقہ دریافت نہ کر لیں³۔

حل ایک دہائی سے کچھ زیادہ عرصے بعد ہیبر-باش عمل کے ذریعے آیا، جسے جرمن کیمیا دانوں فرٹز ہیبر اور کارل باش نے تیار کیا اور 1913 میں معیاری بنایا گیا³⁴۔ اس عمل نے امونیا ($NH_3$) پیدا کرنے کے لیے فضائی نائٹروجن ($N_2$) کو ہائیڈروجن کے ساتھ ملانے کے لیے اعلیٰ درجہ حرارت اور دباؤ کا استعمال کیا۔ 1990 تک انسانی تاریخ میں استعمال ہونے والی تمام صنعتی کھادوں میں سے آدھے سے زیادہ صرف 1980 کی دہائی میں استعمال ہوئیں²۔

نائٹروجن کے سیلاب کے دروازے کھلے ہیں

انسانی سرگرمیاں فی الحال تمام زمینی قدرتی عملوں کے مجموعے سے زیادہ رد عمل والی نائٹروجن پیدا کرتی ہیں¹²۔ تین بنیادی ذرائع اس سیلاب کو چلاتے ہیں: ہیبر-باش عمل کے ذریعے صنعتی کھاد کی پیداوار، فوسل فیول کا جلنا جو نائٹروجن آکسائیڈز ($NO_x$) خارج کرتا ہے، اور سویا بین جیسی نائٹروجن فکس کرنے والی فصلوں کی وسیع کاشت۔

نائٹروجن کے اوور لوڈ کے نتائج عالمی سطح پر ظاہر ہو رہے ہیں۔ کھاد کا استعمال بہت سے ترقی یافتہ ممالک میں مستحکم ہو گیا ہے لیکن ترقی پذیر ممالک میں ڈرامائی طور پر بڑھا ہے¹²۔ نائٹرس آکسائیڈ ($N_2O$) کاربن ڈائی آکسائیڈ سے تقریباً 300 گنا زیادہ طاقتور گرین ہاؤس گیس ہے⁵۔ زائد نائٹروجن بہاؤ یوٹروفیکیشن کو ہوا دیتا ہے—بڑے پیمانے پر طحالب کی بہار جو آکسیجن استعمال کرتی ہیں، وسیع ساحلی اور تازہ پانی کے “مردہ علاقے” بناتی ہیں⁵⁶۔

2050 تک مسائل کی بڑھتی ہوئی لہر

نائٹروجن آلودگی کی رفتار عالمی استحکام کے لیے ایک سنگین اور بڑھتا ہوا خطرہ پیش کرتی ہے۔ تخمینوں سے پتہ چلتا ہے کہ نائٹروجن آلودگی کی وجہ سے شدید صاف پانی کی قلت کا سامنا کرنے والے دریائی طاس 2050 تک تین گنا ہو سکتے ہیں⁷۔ یہ توسیع براہ راست مزید 3 ارب لوگوں کو متاثر کر سکتی ہے⁷۔

نائٹروجن آلودگی سے کل عالمی نقصان کی لاگت 2010 میں تقریباً 1.1 ٹریلین امریکی ڈالر تھی⁸۔ توقع ہے کہ یہ عالمی اخراجات 2050 تک نائٹروجن کے استعمال سے حاصل ہونے والے زرعی فوائد سے زیادہ تیزی سے بڑھیں گے⁸۔

ایک پیچیدہ اور چپچپی جال کو سلجھانا

عالمی نائٹروجن چیلنج ایک “شریر مسئلہ” پیش کرتا ہے جہاں ممکنہ حل عالمی خوراک اور توانائی کے نظام کے بنیادی پہلوؤں کے ساتھ جڑے ہوئے ہیں۔ بہت سے ترقی پذیر ممالک، خاص طور پر سب صحارا افریقہ میں، نائٹروجن کی زیادتی نہیں بلکہ کمی کا سامنا کرتے ہیں، غذائی تحفظ حاصل کرنے کے لیے کافی کھاد تک رسائی نہیں ہے⁹۔

عالمی تجزیہ ظاہر کرتا ہے کہ نائٹروجن سے متعلق زرعی پالیسیوں میں سے تقریباً دو تہائی دراصل اس کے استعمال کی حوصلہ افزائی کرتی ہیں یا اس کی تجارت کا انتظام کرتی ہیں، ماحولیاتی تحفظ سے بہت زیادہ خوراک کی پیداوار کو ترجیح دیتی ہیں¹⁰۔ نائٹروجن کا بحران سائنسی حلقوں سے باہر بڑی حد تک نامعلوم ہے، جو نظامی تبدیلی کے لیے ضروری سیاسی عزم میں رکاوٹ ہے⁵۔

نائٹروجن کی کہانی دوبارہ لکھنا

زرعی تبدیلی میں غذائی اجزاء کے انتظام کے “4R” سے خلاصہ شدہ کثیر الجہتی حکمت عملی شامل ہے: صحیح شرح پر، صحیح وقت پر، اور صحیح جگہ پر کھاد کا صحیح ذریعہ لگانا۔ درستگی کی زراعت ایک کلیدی قابل بنانے والی ہے، مٹی کے سینسرز اور جی پی ایس گائیڈڈ آلات جیسی ٹیکنالوجیز استعمال کرتی ہے¹¹۔

کور فصلوں اور پیچیدہ فصلوں کی گردش جیسے زرعی ماحولیاتی طریقے مٹی کی صحت کو نمایاں طور پر بہتر بناتے ہیں¹¹۔ گوشت کی کھپت کو کم کرنا، خاص طور پر بڑے نائٹروجن فٹ پرنٹس والے گہن فارمنگ آپریشنز سے، مجموعی طلب کو ڈرامائی طور پر کم کرتا ہے¹¹۔

ایک غیر مستحکم عنصر کے لیے محفوظ جگہ کو سکیڑنا

ڈونٹ اکنامکس ماڈل نائٹروجن بحران کو واضح طور پر ظاہر کرتا ہے۔ بائیو جیو کیمیکل بہاؤ کے لیے سیاروی حد، خاص طور پر نائٹروجن، نے بڑے پیمانے پر تجاوز کا تجربہ کیا ہے، جو ماحولیاتی حد سے تجاوز کے سب سے سنگین علاقوں میں سے ایک کی نمائندگی کرتی ہے¹²⁶۔ یہ تجاوز براہ راست دیگر سیاروی حدود کی خلاف ورزی کو ہوا دیتا ہے۔ کھاد والی مٹی سے نائٹرس آکسائیڈ ($N_2O$) کا اخراج براہ راست موسمیاتی تبدیلی میں حصہ ڈالتا ہے، جبکہ زائد نائٹروجن بہاؤ یوٹروفیکیشن کے ذریعے حیاتیاتی تنوع کے نقصان کا باعث بنتا ہے¹⁵۔

نائٹروجن آلودگی سے نمٹنا SDG 14 (پانی کے نیچے زندگی)، SDG 2 (صفر بھوک)، اور SDG 6 (صاف پانی اور صفائی) کے لیے اہم ہے⁶⁹۔

فضلے میں ڈوبی دنیا کی بجائے کثرت کا انتخاب

انسانیت نائٹروجن تعلقات کے بارے میں ایک اہم چوراہے پر کھڑی ہے۔ جس عنصر نے بے مثال ترقی کو ممکن بنایا وہ اب ماحولیاتی نظام کے استحکام کو خطرے میں ڈال رہا ہے جس پر بقا کا انحصار ہے۔ آگے کا راستہ بنیادی نقطہ نظر میں تبدیلیوں کا تقاضا کرتا ہے—نائٹروجن کو ایک سستی، استعمال کے بعد پھینکنے والی اجناس کے طور پر دیکھنے سے لے کر اسے ایک قیمتی، محدود وسیلہ کے طور پر قدر کرنا جس کے لیے محتاط انتظام کی ضرورت ہے۔ نائٹروجن کی کہانی دوبارہ لکھنا فضلے میں ڈوبنے کی بجائے حقیقی، پائیدار کثرت کا انتخاب کرنے کی نمائندگی کرتا ہے۔

حوالہ جات