भारतातील धरणं उष्णता वाढीस कारणीभूत: भ्रमाचा भोपळा फुटला / Global warming from Indian reservoirs: A delusion

तिळारी धरण

भारतीय जलाशय, जलसिंचनाच्या सोयी आणि जलविद्युत निर्मिती केंद्र ही अनुमान आणि समजुतीपेक्षा कितीतरी कमी प्रदूषण आणि हरितगृह वायू निर्माण करणारी आहेत असा निष्कधरणं र्ष भारतीय वैज्ञानिकांनी काढला आहे.

सूर्यावरून आलेली किरणं पृथ्वीवरून परावर्तित होताना वातावरणातील जे वायू ती शोषून आवरक्त प्रारण (infrared radiation) करतात त्यांना हरितगृह वायू म्हणतात. हेच आज सतत चर्चेत असलेल्या वैश्विक उबेस (global warming) कारणीभूत आहेत. बाष्प, कार्बन डायऑक्साईड, मिथेन,
नायट्रस ऑक्साईड, ओझोन हे त्यातले मुख्य वायू. जसजसं यांचं प्रमाण वाढतं तसतशी पृथ्वीवरील उष्णता वाढत जाते. नैसर्गिक स्त्रोतांव्यतिरिक्त माणसाच्या कुठल्याही क्रियेतून हे वायु निर्माण होत आहेत म्हणले तरी चालेल. उदाहरणार्थ, कार्बन डायऑक्साईड – हा हरितगृह वायुंचा दादाच. हा जीवाश्म ईंधनाच्या वापरामुळे (कोळसा, तेलं, नैसर्गिक वायू) अतिरीक्त प्रमाणात निर्माण होतोय तर जंगलं कमी होत असल्यामुळे वनस्पतींद्वारा त्याचं नैसर्गिक शोषण मात्र कमी होऊन तो वातावरणात उरतोय. अगदी पक्की घरंही याचं उत्सर्जन करतात. याचं दुसरं भावंडं म्हणजे मिथेन. याचं उत्सर्जन कार्बन डायऑक्साईडच्या तुलनेत जरी कमी असलं तरी त्याची किरणं शोषून घेण्याची क्षमता मात्र २० पटीनं जास्त आहे. भातशेतीची खाचरं, इतर पाणथळ जमिनी, खाणी, अगदी गायींच्या पोटातील वायूसुध्दा याची काही निर्मिती केंद्रे. तिसरा महत्वाचा हरितगृह वायू नायट्रस ऑक्साईड. याचं प्रमाण आणखी कमी पण त्याची किरणं शोषून घेण्याची क्षमता मात्र ३०० पटीनं जास्त! नायलॉन, नायट्रीक आम्लाचे उत्पादन, खतं, इत्यादींमुळे याची निर्मिती होते. आणखीही काही किरकोळ वायू हरितगृह वायूंत मोडतात.

गेल्या दशकात धरणं, त्याच्यातील अतिरिक्त पाणी वाहून जाण्यासाठी बांधलेल्या चादरी, धरणाच्या पाण्यावर  चालणारी विद्युत जनित्र, या सगळ्या बाबी मिथेनची निर्मिती मोठ्या प्रमाणात (१२ कोटी मेट्रीक टन) करताहेत असं अनुमान काढलं गेलं. जलविद्युतनिर्मिती हा एक अत्यंत स्वच्छ – प्रदूषण न करणारा स्त्रोत समजला जायचा. या संशोधनानं त्यावर प्रश्नचिन्ह तर उभं केलंच पण भारताची परिस्थिती फार कुचंबल्यासारखी झाली. कारण वैश्विक धरणं

आकृती १: जगातील धरणं गणती: 
(आधार http://www.internationalrivers.org/)

आयोगाच्या आकडेवारीनुसार (आकृती १) सर्वात जास्त धरणं असण्यात अनुक्रमे चीन आणि अमेरिकेनंतर भारताचा तिसरा क्रमांक लागतो. शिवाय पहिल्या दोन देशात जगातील एकूण धरणांपैकी ६०% धरणं जरी असली तरी ती उष्णकटिबंधीय प्रदेशापासून लांब आहेत. उष्णकटिबंधीय प्रदेशातून होणार्‍या मिथेनच्या उत्सर्जनाचं प्रमाण इतर प्रदेशापेक्षा कितीतरी पटीनं जास्त असतं आणि त्यामुळे भारत धरणाद्वारे हरितवायूंचे उत्सर्जन करणारा – ३.५ कोटी टन मिथेनची निर्मिती करणारा – देश ठरला आणि हा विषय प्रसारमाध्यमांमध्ये मोठ्या प्रमाणात चर्चेत आला. आयपीसीसी सारख्या हवामानातील बदलाचा वेध घेणार्‍या संस्थेनं या अनुमानाची दखल घेतली. ब्राझीलच्या वैज्ञानिकांनी त्यांच्या अनुमानात असं म्हणलं की दरवर्षी जगातल्या सगळ्या धरणांमधून सुमारे १२ कोटी टन उत्सर्जन होतंय. पैकी सुमारे एक चतुर्थांश म्हणजे ३.३५ कोटी टन एकट्या भारतातल्या मोठ्या धरणांमधून हे होतंय. या आकडेवारीची फोड अशी होती: १०.१ लाख टन धरणातल्या तळातल्या पाण्यामधून, १ कोटी ३२ लाख टन चादरीवरून धरणातलं पाणी वाहून जातं तेव्हा, आणि १ कोटी ९२ लाख टन विद्युतजनित्रांमधून पाणी फिरतं तेव्हा. ही बेरीज पुढे वाढवून ४.५८ कोटी टनावर भारताच्या पारड्यात टाकली गेली. या वाढीची मिमांसा अशी की भारतातल्या लहान-मोठ्या, सगळ्या धरणांचा एकत्रित विचार केला तर त्यांच्या तळाशी असलेल्या पाण्यातील मिथेनचं ऑक्सिडेशन होतं आणि तो वरवर येऊन जलाशयाच्या पृष्ठभागावरुन  वातावरणात मिसळतो म्हणून! भारतानंतर ब्राझीलचा क्रमांक लावला गेला (२.१८ कोटी टन). भारतातील धरणांमधून हरितवायूंचं उत्सर्जन नेमकं किती होतंय हे आकडेवारीनुसार सिध्द करणं, कमी असेल तर वरील अनुमानाचं खंडन करणं अथवा ते स्विकारणं एवढाच एक मार्ग भारतीय वैज्ञानिकांपुढे खुला होता.

जेव्हा जलाशयात पाण्याच्या तपमानानुसार त्याला वेगवेगळ्या थरात (stratification)  विभागता येतं तेव्हा त्यातील सेंद्रिय पदार्थांचं विघटन होऊन प्राणवायू विरहित स्थिती (anoxia) निर्माण होते आणि तळातील पाण्यात मिथेनचं प्रमाण वाढतं हे खरंच आहे. पण जलाशयात मिथेनचं प्रमाण वाढणं, ऑक्सिडेशन होणं आणि तो एका ठिकाणावरून दुसरीकडे जाणं हे भोवतालच्या इतर परिस्थितीवरही अवलंबून असतं. यात सेंद्रिय पदार्थाचं प्रमाण आणि त्याचे प्रकार, त्याची विघटन होण्याची पध्दत, तापमान, पाण्याची स्थिती आणि त्यातील वनस्पती इत्यादि घटक आपली भूमिका बजावतात. पाण्यातील अनेक भौतिक प्रक्रिया, वार्‍यामुळे पाण्यात होणारी घुसळण्याची क्रिया, या बाबीही जलाशयाच्या तळाशी असलेला मिथेनचा साठा वर येऊन वातावरणात मिसळायला तसंच जनित्राजवळ किंवा पाटावरून वहाण्याच्या वेळी वातावरणात मिसळायला कारणीभूत ठरतात. जलाशयातील मिथेनच्या उत्सर्जनास धरणाचं आयुष्यही महत्वाचा घटक ठरतो. अशा सगळ्या शक्यतांचा विचार करत भारतीय शास्त्रज्ञांना भारतातील धरणांचा पध्दतशीर अभ्यास करून निष्कर्ष काढणं आवश्यक वाटलं आणि गोव्याच्या राष्ट्रीय समुद्रविज्ञान संस्थेतील तुकडीनं हे आव्हान स्विकारलं. याकरता त्यांनी एकूण आठ धरणांचा अभ्यास करायचं ठरवलं (तक्ता १) – पश्चिम घाटावर बांधलेली, पावसाळ्याच्या पाण्यावर अवलंबून असणारी सहा, तर सातवं कर्कवृत्ताच्या उत्तरेला गंगानदीच्या पाण्यानी भरणारं रिहन्द आणि हिमालयाच्या पायथ्याशी सतलज नदीवरचं भाक्रा-नांगल आठवं.

तक्ता १: अभ्यासलेले जलाशय
जलाशय	उद्देश*	नमुने घेतल्याचा काल	साठवण क्षमता (१०९ घन मीटर)	वापर सुरू झाला (वर्ष)
ईडूकी, केरळ	वि	नोव्हे ०६; मे ०८; जून ०९	२.०	१९७४
मार्कंडेय, कर्नाटक	ज	मार्च, एप्रिल, मे ०७; एप्रिल ०८; मे ०९	०.१	२००६
सुपं, कर्नाटक	वि	एप्रिल, मे ०८	४.१	१९८७
साळवली, गोवा	ज/सा	मे १०	०.२३	२०००
तिळारी, महाराष्ट्र	ज/सा	जुलै, डिसें १०	०.४५	२००६
कोयना, महाराष्ट्र	वि	मे १०	२.८	१९६४
रिहंद, उत्तर प्रदेश	ज/वि	मे ०९	१०.६	१९६२
भाक्रा-नांगल, हिमाचल प्रदेश	ज/वि	ऑगस्ट ०८	९.३	१९६३

*उद्देश: वि: विद्युतनिर्मिती; ज: जलसिंचन; सा: साठवण

ही निवड करताना ती वेगवेगळ्या हवामानातील असतील, त्यांच्या पाण्याचा स्त्रोत वेगवेगळा असेल, त्यांचे आयुर्मान, आकार वेगवेगळा असेल, वेगवेगळ्या अक्षांशावर ती विखुरलेली असतील याची खबरदारी घेतली गेली. यामुळे ती भारताच्याच काय पण दक्षिण आशियातील कोणत्याही धरणाचं/ जलाशयाचं सर्वसाधारणपणे प्रतिनिधीत्व करतील असं पाहिलं गेलं. पाण्याचे नमुने गोळा करण्यासाठी उन्हाळ्याचा मुहूर्त निवडला कारण या दरम्यान जलाशयातील पाण्याला त्यांच्या तपमानानुसार वेगवेगळ्या थरात विभागता येतं. अर्थात ऋतुमानानुसार या पाण्यात काय फरक पडतोय हे पहाण्यासाठी यातील निवडक जलाशयांमधील नमुने हिवाळ्यातही घेतले. जलाशयाच्या वेगवेगळ्या खोलीवरच्या पाण्याच्या नमुने त्यातील प्राणवायूचे, मिथेनचे, हायड्रोजन सल्फाईडचे पृथ:करण करण्यासाठी घेतले गेले. त्यात वातावरणातील घटक मिसळणार नाहीत याची पुरेपुर काळजी घेतली गेली. प्राणवायूचं प्रमाण नमुने गोळा केल्याबरोबर तिथंच मोजलं तर इतर बाबींसाठी ते प्रयोगशाळेत आणले. प्रत्येक घेतलेल्या खोलीवरील तापमानाचीही नोंद घेतली. आणि या नमुन्याच्या पृथ:करणातून बर्‍याच बाबींचा उलगडा झाला आणि खालील निष्कर्ष हाती आले.

सगळ्याच जलाशयातल्या पाण्याच्या वरच्या भागात मुबलक प्रमाणात प्राणवायू आहे. बर्‍याच जलाशयात, भाक्रा-नांगल आणि रिहंद वगळता, खोल पाण्यात उन्हाळ्यात थोड्याफार प्रमाणात प्राणवायूचं प्रमाण घटलेलं दिसलं तरी तिथं मिथेन अनुमानीत प्रमाणापेक्षा खूपच कमी आहे कारण मिथेनच्या साठवणीसाठी तेथील पाण्यात प्राणवायूचं प्रमाण सतत शून्यावर (anoxic) असणं आवश्यक असतं. तसंच, सगळ्याच जलाशयात पोषकद्रव्य (nutrients) आणि हरितद्रव्य (chlorophyll) मर्यादित प्रमाणात आहेत. भारतात शेतीसाठी मोठ्या प्रमाणात नायट्रोजनयुक्त कृत्रिम खतं वापरली जातात आणि ही जलाशयाच्या प्रदूषणास कारणीभूत आहेत असं अनुमान काढलं जातं. परंतू वरील नमुन्यांमधून असं दिसून आलं की एका मार्कंडेय जलाशयाशिवाय इतर जलाशयात नायट्रेटचं प्रमाण अपेक्षेपेक्षा कमीच आहे. हरितद्रव्य आणि नायट्रेट – दोन्ही मर्यादित असल्यामुळे मिथेनच्या निर्मितीस लगाम बसला आहे. ब्राझिलच्या जलाशयातील मिथेनच्या (सुमारे ८०० मायक्रोमोल) तुलनेत भारतातील कमी आयुर्मानाच्या जलाशयांतील (तिळारी (१५६.३), साळवली (१२५.४) आणि मार्कंडेय (५५.४)) अधिकतम मिथेनचं प्रमाण किरकोळच म्हणायला हवं. फार तर असं म्हणता येईल की भारतातल्या कमी आयुर्मानाच्या जलाशयांत मिथेनचं अधिकतम प्रमाण आहे आणि जसंजसं हे (आयुर्मान) वाढत जातं तसंतसं मिथेनचा साठा कमी होत जातो शिवाय तो त्या ठिकाणी विविध कारणांमुळे जमा होणार्‍या सेंद्रिय पदार्थांवरही अवलंबून असतो. भारतातील कमी आयुर्मानाच्या जलाशयातील मिथेनच्या प्रमाणाची तुलना आफ्रिकेतील जास्त आयुर्मानाच्या जलाशयांशी होऊ शकते आणि यामुळे भारतीय वैज्ञानिकांना असं वाटतं की भारतातल्या जलाशयांत मिथेनची निर्मिती आणि साठवण ही अनुमान आणि समजूतीपेक्षा कमीच असायला हवी. आपल्या वैज्ञानिकांना असंही दिसून आलं की भारतातल्या जलाशयात पावसाळ्या- आणि हिवाळ्या-दरम्यान सगळ्याच उंचीवर असलेल्या पाण्याचं घुसळण आणि ताज्या पाण्याच्या आगमनामुळे तळाशी असलेल्या पाण्यात प्राणवायूचं पुनर्भरण होतं आणि ही परिस्थिती मिथेनची निर्मिती आणि साठवणीस खीळ घालते. या दरम्यान तेथील सूक्ष्मजिवी, प्राणवायूच्या उपस्थितीत, उन्हाळ्यात थोड्याफार प्रमाणात निर्माण झालेल्या मिथेनचे कार्बन डायऑक्साईडमध्ये रुपांतर करतात आणि म्हणून जलाशयाच्या वरच्या पाण्यात घुसळणीच्यावेळीही (ही क्रिया पावसाळ्याच्या दिवसात जेव्हा जोरात वारे वहातात तेव्हा, वादळी हवेदरम्यान, सपाटून पाऊस पडतो तेव्हा होण्याची शक्यता असते) मिथेनचं स्थलांतर किरकोळ प्रमाणातच होतं.

याशिवाय सर्वसाधारणपणे विद्युतनिर्मिती आणि जलसिंचनासाठी जिथून पाणी घेतलं जातं त्याच्या कितीतरी खाली मिथेनची साठवण आपल्या धरणात होत आहे असं आढळून आलं. यामुळे जलाशयांतून सोडलेल्या पाण्यात प्राणवायूचं प्रमाण बर्‍यापैकी आहे आणि त्यामुळे याठिकाणाहूनही मिथेनचं उत्सर्जन नगण्य होतंय हे लक्षात आलं.

या अभ्यासाअंती भारतीय जलाशय, जलसिंचनाच्या सोयी आणि जलविद्युतनिर्मिती केंद्र ही अनुमान आणि समजूतीपेक्षा कितीतरी कमी प्रदूषण आणि हरितगृह वायू निर्माण करणारी आहेत असा निष्कर्ष भारतीय वैज्ञानिकांनी काढला आहे. अंतरराष्ट्रीय स्तरावर आपले मुद्दे मांडायचे तर त्याला सखोल अभ्यासाचं पाठबळ असावं लागतं. त्याकरिता आवश्यक तेवढी माहिती गोळा करावी लागते. आणि हे पध्दतशीरपणं करायचं असेल तर वैज्ञानिकांना पुरेसा वेळ द्यावा लागतो. याअभावी प्रसारमाध्यमावरील चर्चा पोकळ ठरतात. आपल्या वैज्ञानिकांनी हे करून दाखवलं याचा आपल्याला अभिमान वाटायला हवा. अर्थात वैश्विक उब वाढतेय हेही तितकंच सत्य आहे. ही वाढ नियंत्रित करण्यात आपणही आपल्या गरजा मर्यादित करून खारीचा वाटा उचलू शकतो.

---

हा लेख लोकसत्ता: Sci इट मध्ये दिनांक ६ ऑगस्ट २०१३ रोजी प्रसिध्द झाला.
तिळारी धरणाचे छायाचित्र (आभार: http://www.visitkonkan.com/)